Brevet FR2915579A1 — publié le 20081031

L'invention concerne un dispositif d'essais de choc pour tester le comportement d'un objet lors d'un choc. On connaît différents types d'essais de choc auxquels on peut soumettre 5 des structures à éprouver. Ces différents types d'essais sont mis en oeuvre par différents types de dispositifs dédiés. Dans le domaine automobile et plus particulièrement dans le domaine des essais de choc automobiles mettant en oeuvre des énergies 10 importantes, on connaît, par exemple, des documents US 6,675,631 et US 5,483,845, des dispositifs d'essais de choc utilisant des chariots mobiles. Ces chariots sont mis en mouvement par l'action d'un vérin pneumatique. Les caractéristiques cinématiques du chariot peuvent être contrôlées par ce vérin pneumatique. 15 II est également connu du document JP 2004-257734 une catapulte d'essais de choc pour lancer un véhicule automobile contre un obstacle. On connaît aussi du document US 2004/0103713, un dispositif d'essais 20 ayant une structure de mouton-pendule pour soumettre des pièces de véhicule à des chocs. Dans le domaine des essais de choc de faible énergie, on connaît, des documents JP 2003.-156421, JP 2002-318181 et JP 2006-200912, des 25 dispositifs d'essais de choc par gravité. Dans ces dispositifs, les objets sont placés à une certaine hauteur au-dessus d'une surface de collision puis sont libérés pour tomber sur cette surface. II est également connu du document JP 11-230879 un dispositif d'essai 30 de choc dans lequel c'est un marteau qui est libéré d'une hauteur déterminée et qui tombe sur un échantillon à tester. L'énergie du choc C K\2. R44 2.12 F R. 4 6. dpt peut être régler en modifiant la hauteur de laquelle le marteau est lâché ou en modifiant la masse du marteau. On connaît enfin de la demande EP 1 615 016 un dispositif d'essais de 5 choc ayant une structure de mouton-pendule et équipé d'une caméra à prise de vue rapide pour étudier les impacts. Tous ces dispositifs de l'art antérieur sont très spécifiques à certains types d'essais de choc ou à une gamme d'énergie de choc. Ils permettent 10 notamment la réalisation d'essais dans des conditions relativement figées en ce qui concerne les vitesses de choc, les masses mises en mouvement et les dimensions des échantillons pouvant être testés. Cependant, dans certaines industries, comme dans l'industrie 15 automobile, où il existe un besoin de réalisation d'une vaste gamme d'essais de choc, et notamment une gamme d'essais de choc mettant en oeuvre des énergies très variables, il est nécessaire de s'équiper d'une large palette de dispositifs d'essais ou de recourir aux services de sociétés extérieures spécialisées dans l'étude des chocs. En effet, dans 20 le domaine automobile, des essais de choc doivent être effectués sur des véhicules entiers, les énergies dissipées sont alors de l'ordre de 100 kJ. Parallèlement, des essais de choc doivent être effectués sur des pièces isolées ou sur des mannequins instrumentés, les énergies dissipées sont alors de l'ordre de 100 J. 25 Ainsi, il existe un besoin d'un dispositif d'essais de choc présentant une structure simple et permettant la réalisation d'une large gamme d'essais de choc en terme d'énergie dissipée. Un tel dispositif permettrait d'augmenter sensiblement les capacités d'essais d'une structure 30 industrielle qui en serait équipée et permettrait la réalisation d'essais plus poussés, notamment la réalisation d'essais instrumentés qui mobilisent CK\2. R442.12FR.46. dpt les dispositifs d'essais plus longtemps. Ainsi, il serait possible de mieux comprendre les phénomènes de choc et les comportements des matériaux soumis à des chocs. Le but de l'invention est de fournir un dispositif d'essais de choc obviant aux inconvénients évoqués plus haut et améliorant les dispositifs d'essais de choc connus de l'art antérieur. En particulier, l'invention propose un dispositif d'essai de choc ayant une structure simple et permettant la réalisation d'une large gamme d'essais de choc, notamment en terme d'énergie dissipée. L'invention repose plus précisément sur un dispositif d'essais de choc pour tester le comportement d'un objet lors d'un choc, comprenant: un premier élément déplaçable jusqu'en collision avec l'objet à tester, et un moyen de poussée pour déplacer le premier élément, caractérisé en ce que le premier élément comprend un moyen amovible contre lequel le moyen de poussée vient en contact pour permettre la mise en mouvement du premier élément et en ce que le moyen de poussée comprend un premier moyen de guidage d'un deuxième élément et permet de déplacer celui-ci jusqu'en collision avec l'objet à tester lorsque le moyen amovible est déposé. Selon une variante, le premier élément comprend un évidement au 25 travers duquel le moyen de poussée peut se déplacer et en ce que le moyen amovible permet d'obturer cet évidement. Selon une autre variante, le moyen amovible comprend un arbre muni d'un épaulement et coulissant dans l'évidement jusqu'à ce que 30 l'épaulement arrive au contact du premier élément. C K\2 . R44 2.12 F R. 4 6. dpt Selon une autre variante, le moyen de poussée comprend un arbre déplaçable en translation dont l'extrémité est destinée à venir en contact avec le moyen amovible ou avec le deuxième élément lorsque le moyen amovible est déposé. Selon une autre variante, le premier élément est un chariot. Selon une autre variante, le dispositif d'essais comprend un deuxième moyen de guidage pour guider en translation le premier élément. Selon une autre variante, le premier moyen de guidage comprend un alésage réalisé à l'extrémité de l'arbre et coopérant avec un prolongement réalisé sur le deuxième élément, le prolongement étant ajusté glissant dans l'alésage. Selon une autre variante, le moyen de poussée comprend un vérin pneumatique. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, un mode de réalisation 20 d'un dispositif d'essai de chocs selon l'invention. Les figures 1 à 3 sont des vues schématiques d'un mode de réalisation d'un dispositif d'essais de choc selon l'invention représenté dans différentes phases d'un essai de choc mettant en oeuvre une énergie 25 importante. Les figures 4 à 6 sont des vues schématiques du même mode de réalisation d'un dispositif d'essais de choc selon l'invention représenté dans différentes phases d'un essai de choc mettant en oeuvre une faible 30 énergie. CK\2. R442.12FR.46. dpt 10 15 La figure 7 est une vue en perspective du chariot de ce mode de réalisation. Un dispositif 1 d'essais de choc selon l'invention est décrit ci-après en 5 référence aux figures 1 à 6 le représentant dans différentes phases d'essais mettant en oeuvre deux énergies de choc. Le dispositif d'essais de choc comprend principalement un bâti rigide 16, un dispositif de poussée 11, un moyen 13 de bridage d'un objet 2 à 10 tester, un premier élément 5 déplaçable et destiné à venir en collision avec l'objet à tester, un moyen de guidage 6 du premier élément, un deuxième élément 8 amovible, déplaçable et destiné à venir en collision avec l'objet à tester et un moyen de guidage 10 de ce deuxième élément. 15 Le dispositif de poussée comprend un arbre 4 déplaçable en translation selon une première direction et, par exemple, un vérin pneumatique 3 pour mettre en mouvement cet arbre. L'arbre est pour ce faire lié mécaniquement au vérin. Le vérin pneumatique peut, par exemple, être du type décrit dans le document US 5,483,845 ou du type décrit dans le 20 document US 6,675,631. L'extrémité 17 de l'arbre 4 est destinée à venir en contact contre le premier élément ou le deuxième élément afin de lui appliquer un effort et de le mettre ainsi en mouvement en direction de l'objet à tester. Le dispositif de poussée est solidaire du bâti 16 du dispositif d'essais. 25 Le moyen de bridage 13 est lui aussi solidaire du bâti 16 du dispositif d'essais. Il peut notamment comprendre tout moyen connu de mise en position, de maintien en position et de bridage nécessaire à la mise en position et au maintien de l'objet à tester. CK\2.R442.12FR.46corrigé 21.06.07.doc 30 Le moyen de guidage 6 est également solidaire du bâti 16 du dispositif d'essais. Il permet de guider le premier élément 5 en translation selon la première direction. III peut comprendre un rail sur lequel glisse ou roule un chariot 5 constituant le premier élément. Le premier élément 5, représenté à la figure 7, cornprend un alésage 12 le traversant selon la première direction. Cet alésage se situe dans l'axe de l'arbre 4 et a un diamètre supérieur à celui de l'arbre. Ainsi, l'arbre peut se déplacer librement à travers le premier élément 5. L'alésage 12 et l'arbre 4 sont par exemple cylindriques de révolution. Le déplacement de l'arbre 4 au travers du premier élément peut cependant être interdit par un moyen amovible 7 obturant l'alésage 12. Ce moyen consiste par exemple en un cylindre 14 de diamètre inférieur à celui de l'alésage, ce cylindre comprenant un épaulement 15 venant buter contre une face 18 du premier élément 5. Comme vu précédemment, lorsqu'il est positionné sur le premier élément, le déplacement de l'arbre est interdit dans l'alésage. Ainsi, l'extrémité 17 de l'arbre vient en contact d'une face 19 du moyen amovible et peut mettre en mouvement le premier élément 5 par application d'une action mécanique sur celui-ci. Les essais de choc nécessitant des énergies importantes sont réalisés avec le dispositif d'essais configuré avec le moyen amovible en position sur le premier élément. Un essai de ce type est par exemple représenté aux figures 1 à 3. Sur la figure 1, l'arbre 4 est rétracté, dans une position initiale, à l'arrêt et en contact avec le moyen amovible en position sur le premier élément. Sur la figure 2, l'arbre 4 a quitté sa position initiale et est en mouvement. II entraîne en mouvement le premier élément 5 par l'action mécanique qu'il exerce sur celui-ci. Sur la figure 3, l'arbre 4 est arrivé en fin de course. II est immobilisé en position déployée. Cependant, le premier élément est toujours en mouvement du fait de C K\2. R442.12 FR.46. dpt l'énergie que lui a communiquée l'arbre 4 et du fait de son inertie. Le premier élément est :sur le point d'entrer en collision avec l'objet à tester. L'arbre 4 comprend à son extrémité le moyen de guidage d'un deuxième élément 8 amovible, déplaçable et destiné à venir en collision avec l'objet à tester. Le moyen de guidage permet le guidage en translation du deuxième élément selon la première direction. Le moyen de guidage comprend un alésage 10. II est destiné à coopérer avec un prolongement 9 réalisé sur le deuxième élément. Ce prolongement consiste par exemple en un arbre cylindrique de diamètre inférieur à celui de l'alésage 10. Ainsi, le deuxième élément est monté ou ajusté glissant dans l'alésage 10. Les essais de choc nécessitant de faibles énergies, sont réalisés avec le dispositif d'essai configuré avec le moyen amovible déposé et avec le deuxième élément amovible 8 mis en position à l'extrémité de l'arbre 4. Un essai de ce type est par exemple représenté aux figures 4 à 6. Sur la figure 4, l'arbre 4 est rétracté, dans une position initiale, à l'arrêt et en contact avec le deuxième élément. Le premier élément 5 a été déplacé jusqu'en fin de course opposée à l'objet à tester. Ainsi, l'arbre 4 traverse le premier élément. Sur la figure 5, l'arbre 4 a quitté sa position initiale et est en mouvement. Il entraîne en mouvement le deuxième élément 8 par l'action mécanique que son extrémité 17 exerce sur une face 20 du deuxième élément. Sur la figure 6, l'arbre 4 est arrivé en fin de course. II est immobilisé en position déployée. Cependant, le deuxième élément est toujours en mouvement du fait de l'énergie que lui a communiquée l'arbre 4 et du fait de son inertie. Le deuxième élément est guidé par la coopération de l'alésage 10 et du prolongement 9 et est sur le point d'entrer en collision avec l'objet à tester. C K\2. R442.12 F R.4 6. dpt L'utilisation du premier élément ou du deuxième élément pour tester l'objet permet la réalisation d'essais de choc mettant en oeuvre des énergies variant dans une large gamme. Par exemple, le premier élément peut consister en un chariot ayant une ruasse comprise entre 350 kg et 1000 kg. L'utilisation d'un tel élément permet de couvrir une gamme d'énergies de choc allant de 5 kJ (environ équivalent à 350 kg projetés à 5 m/s) à 100 kJ (environ équivalent à 1000 kg projetés à 14 m/s). Par exemple, le deuxième élément peut consister en une masse comprise entre 10 kg et 50 kg. L'utilisation de tels éléments permet de couvrir une gamme d'énergies de choc allant de 100 J (environ équivalent à 10 kg projetés à 5 m/s) à 6 kJ (environ équivalent à 50 kg projetés à 15 m/s). CK\2.R442.12FR.46.dpt Revendications 1. Dispositif (1) d'essais de choc pour tester le comportement d'un objet (2) lors d'un choc, comprenant: un premier élément (5) déplaçable jusqu'en collision avec l'objet à tester, et un moyen de poussée (11) pour déplacer le premier élément, caractérisé en ce que le premier élément comprend un moyen amovible (7) contre lequel le moyen de poussée vient en contact pour permettre la mise en mouvement du premier élément et en ce que le moyen de poussée comprend un premier moyen de guidage (10) d'un deuxième élément (8) et permet de déplacer celui-ci jusqu'en collision avec l'objet à tester lorsque le moyen amovible est déposé. 2. Dispositif d'essais selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le premier élément comprend un évidement (12) au travers duquel le moyen de poussée peut se déplacer et en ce que le moyen amovible permet d'obturer cet évidement. 3. Dispositif d'essais selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le moyen amovible comprend un arbre (14) muni d'un épaulement (15) et coulissant dans l'évidement jusqu'à ce que l'épaulement arrive au contact du premier élément. 25 4. Dispositif d'essais selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de poussée comprend un arbre (4) déplaçable en translation dont l'extrémité est destinée à venir en contact avec le moyen amovible (7) ou avec le deuxième élément 30 lorsque le moyen amovible est déposé. CK\2.R442.12FR.46.dpt20 5. Dispositif d'essais selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier élément est un chariot. 6. Dispositif d'essais selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un deuxième moyen (6) de guidage pour guider en translation le premier élément. 7. Dispositif d'essais selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier moyen de guidage comprend un alésage (10) réalisé à l'extrémité de l'arbre et coopérant avec un prolongement (9) réalisé sur le deuxième élément, le prolongement étant ajusté glissant dans l'alésage. 8. Dispositif d'essais selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de poussée comprend un vérin pneumatique (3). C K\2. R442.12FR.46. dpt