CH284474A - Machine pour la mesure de la fatigue des matériaux aux efforts alternés. - Google Patents

Machine pour la mesure de la fatigue des matériaux aux efforts alternés.

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CH284474A
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Sncase
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Description


  
 



  Machine pour la mesure de la fatigue des matériaux aux efforts alternés.



   On connaît déjà des machines utilisées pour la mesure de la fatigue des matériaux aux efforts alternés
 On connaît, notamment, des machines dans lesquelles les matériaux à essayer sont soumis à des flexions alternées à l'aide d'un champ magnétique ou électromagnétique alternatif, ces matériaux se présentant sous la forme d'éprouvettes prélevées, sans autre usinage que leur découpage, dans des matériaux bruts et soutenues entre deux ou plusieurs étaux dont   l'un    au voisinage de l'extrémité libre de l'éprouvette est mobile de façon à permettre de faire varier cette longueur libre pour obtenir une fréquence naturelle d'oscillations au voisinage du   syn-    chronisme avec la fréquence d'alternance de l action magnétique ou électromagnétique à laquelle elle est soumise.



   Une telle machine a été décrite dans le brevet franc ais   No    853266 et son premier certificat d'addition   No    50646. On connaît aussi une machine pour la mesure de la fatigue aux efforts alternés dans laquelle on soumet l'éprouvette, une fois celle-ci en place et réglée de façon telle que sa fréquence propre corresponde à celle des efforts alternés à lui appliquer, à une action déterminée et de préférence modifiable à volonté, susceptible de donner lieu à un nouveau réglage qui, tout en étant différent de celui du synchronisme parfait, puisse en être aussi voisin qu'on le désire.



   La méthode d'essai utilisée dans   ime    telle machine consiste à procéder à un réglage légèrement trop court de la longueur vibrante de l'éprouvette par rapport à la longueur correspondant au synchronisme, ce réglage court étant effectué de telle manière que l'amplitude de la vibration obtenue soit de l'ordre d'environ 50 à   80 /o    de   l'ampli-    tude au   synehronisme    parfait, de facon à se trouver dans la partie ascendante de la courbe des amplitudes d'oscillation de l'extrémité de l'éprouvette en fonction de sa longueur vibrante au voisinage du synchronisme, le dispositif étant alors extrêmement sensible à tout commencement de rupture.



  L'expérience a montré que, dans ces conditions, si la contrainte exercée par le champ alternatif dépasse la limite de fatigue du matériau,   une    crique se produit dès le début, entraînant une diminution de la section de travail qui équivaut à   un    allongement de l'éprouvette, rapprochant alors le phénomène de vibration des conditions de synchronisme.



  La durée d'un essai devient ainsi très courte, en général au maximum une heure, ce qui permet d'obtenir un rendement d'essai très notablement supérieur au rendement fourni par les machines de mesure de fatigue aux efforts alternés utilisés jusqu'à ce jour, pour lesquelles la durée d'essai peut aller de  55 heures à 23 jours de marche ininterrompue.



   Dans cette machine, après avoir procédé au réglage légèrement trop court de la longueur vibrante de l'éprouvette, un dispositif permet de mesurer   d'un    côté de l'éprouvette la demi-amplitude de cette dernière et d'obtenir automatiquement l'avertissement de tout commencement de rupture. Cette machine comprend, en outre, un dispositif élastique susceptible d'être mis à volonté en action ou hors d'action à l'aide d'une mani  viellez    en vue de soumettre les éprouvettes, au droit de leur serrage par l'étau mobile, à une pression d'encastrement ou de serrage déterminée et réglable.

   Elle comprend, enfin, des moyens pour régler le champ éleetromagnétique à   une    valeur constante, ces moyens étant constitués par un petit groupe moteur   synchrone-alternateur    à tension parfaitement constante ou par un régulateur automatique de champ comprenant   un    organe sensible placé dans le champ de l'électroaimant et agissant sur son courant d'alimentation à l'aide   d'un    relais dénué d'inertie, ces moyens étant sensibles   l'un    et l'autre aux fluctuations de courant du secteur.

     I1    est à remarquer, d'autre part, que la position de fixation de l'éprouvette dans l'étau fixe extrême n'est pas invariable et que, par suite, lors d'essais successifs d'un grand nombre d'éprouvettes, des variations non négligeables peuvent être introduites dans les résultats relevés sur la machine.   



   En : n vue de remédier aux inconvénients ci-    dessus, et notamment, de fixer l'éprouvette en position invariable, de maintenir   absolu-    ment constante la sollicitation exercée sur elle pour que l'amplitude de sa partie vibrante reste absolument constante avant la parution de toute crique, et pour permettre un montage et un démontage rapide de l'éprouvette sur la machine,

   la présente invention a pour objet une machine pour la mesure de la fatigue des matériaux aux efforts alternés en les   soumettant    à une action électromagnétique alternative agissant sur   une    portion libre d'une éprouvette du matériau à essayer dont la longueur est déterminée pour obtenir une fréquence propre d'oscillation au voisinage du synchronisme avec la fréquence d'alternance de l'action électromagnétique à laquelle elle est   soumisse,    machine comportant nn étau fixe et un étau mobile coopérant   ati    maintien de l'éprouvette, caractérisée par le fait que l'étau fixe est muni, d'une part d'un moyen d'accrochage de l'éprouvette dans   rme    position prédéterminée et, d'autre   part,

      ainsi que l'étau mobile au voisinage de la partie vibrante de l'éprouvette, d'un dispositif de serrage et de desserrage rapide, les actions de ces dispositifs de serrage et de desserrage des deux étaux pouvant être ini tialement réglées pour une série d'éprouvettes, l'action électromagnétique alternative étant maintenue constante par   ime    boite d'alimentation d'un électro-aimant sollicitant ladite action électromagnétique, boîte qui, alimentée par le courant alternatif du secteur fournit un courant alternatif constant.



   La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique.



   La fig. 1 représente une vue schématique, en élévation, d'une forme d'exécution de la machine selon l'invention pour la mesure de la fatigue des matériaux aux efforts alternés.



   La fig. 2 est   uhe    vue en plan de la machine représentée à la fig. 1.



   La fig. 3 est une vue en coupe de la fig. 2 suivant la ligne   III-III.   



   La fig. 4 est une vue en coupe de la fig. 2 suivant la ligne   IV-IV.   



   La fig. 5 est une vue en coupe de la fig. 2 suivant la ligne   V-V.   



   La fig. 6 est une vue en coupe de la fig.   2    suivant la ligne VI-VI.



   La fig. 7 est une vue en élévation d'une éprouvette munie de son cadre.



   La fig. 8 est une vue en plan de l'éprouvette représentée à la fig. 7.



   La fig. 9 représente schématiquement et en perspective le dispositif de sollicitation de l'éprouvette.  



   La fig. 10 représente schématiquement la boîte d'alimentation.



   La fig. 11 représente les circuits élec  triques    reliant les divers organes de la boîte d'alimentation illustrée à la fig. 10.



   La fig. 12 représente les circuits d'alimentation des organes illustrés à la fig. 11.



   Les fig. 13 et 14 représentent, respectivement en élévation et en plan, une éprouvette pour un essai de rivet aux cisaillements alternés.



   La fig. 15 représente la déformation de l'éprouvette illustrée aux fig. 13 et 14 sous la sollicitation d'un effort transversal.



   Les fig. 16 et 17 représentent, respectivement en élévation et en plan, une extrémité d'une éprouvette pour des essais de soudure aux cisaillements alternés transversaux.



   La fig. 18 représente en plan une extrémité d'une éprouvette pour des essais de soudure aux cisaillements alternés longitudinaux.



   La fig.   1.9    représente une éprouvette pour des essais en traction-compression alternés.



   Les fig. 20 et 21 représentent, respectivement en plan et en élévation, le montage d'une éprouvette auxiliaire à traction et compression alternés sur une éprouvette principale.



   La machine représentée aux fig. 1 à 6 comprend un bâti 1 réalisé d'une manière généralement   quelconque    (bâti coulé, éléments assemblés ou soudés entre eux,   etc.)    sur lequel sont fixés deux rails 2 et 3, à l'aide de vis 4 par exemple, et un étau fixe 5 maintenu par exemple par des vis 6.



   Sur ce bâti 1 est, d'autre part, monté un arbre fileté 7 à l'aide de deux paliers non visibles, cet arbre entraînant l'étau mobile 8.



  Les étaux 5 et 8 ont leurs mâchoires sensiblement alignées sur le plan médian vertical des rails 2 et 3. La vis 7 (fig. 3) est solidaire d'un pignon 9 engrenant avec un    pignon 10 calé sur un arbre : 11 supporté par    un support 12 fixé sur le bâti 1 et pénétrant dans un alésage 13 pratiqué dans ce bâti, cet arbre pouvant être entraîné en rotation à l'aide d'une manivelle 14,
 En face de l'extrémité libre de l'éprouvette 15 serrée par l'étau mobile 8 est fixé sur le bâti 1 le dispositif générateur d'oscillations.   



  Ce e dispositif est constitué par un électro-    aimant 16 à champ alternatif muni   dune    armature fermée 17 et un électro-aimant à champ constant dont le circuit magnétique est constitué par deux bobines 18 et 19 situées dans un plan perpendiculaire à l'éprouvette à l'état de repos et perpendiculaires   ellefi-mêmes    au champ de cette   éprou-    vette et dont l'armature 20 est ouverte.



  L'éprouvette 15 porte, d'autre part, à son extrémité vibrante   un    cadre 21 muni d'un enroulement très léger de fil isolé et fermé en court-circuit   sur - lui-même,    ce cadre étant fixé sur l'éprouvette par exemple par   ime    vis 22 (fig. 1, 2, 7, 8 et 9).   



   Ce e nouveau mode de sollicitation électro-    magnétique de l'éprouvette permet de réduire considérablement la puissance électrique nécessaire.



   L'étau 5 (fig. 4) est constitué par un corps 23 muni d'une mâchoire 24   d'où    déborde un pion de centrage 26, fixé dans ce    corps par un filetage, par exemple. La a mâ-    choire mobile de l'étau fixe est constituée par une pièce mobile 27 munie d'un filetage 28 sur lequel vient se visser un écrou cylindrique 29 pénétrant dans un alésage 30 pratiqué dans le corps 23. Sur une queue 31 de la mâchoire mobile 27 sont montées deux rondelles élastiques 32 et 33 et un coulisseau 34 qui est maintenu en position par une came 35 manoeuvrée à l'aide   d'une    manivelle 36.



   Le profil de cette came est déterminé de telle sorte que, lorsqu'une éprouvette munie d'un trou 37 (fig. 7) est montée sur le pion de centrage 26 aux fins d'essai, une pression constante soit exercée par les rondelles élastiques 32 et 33 par déplacement du coulisseau 34, cette pression étant initialement réglée pour une série d'éprouvettes en vissant ou dévissant la pièce mobile 27 par rapport à l'écrou cylindrique 29. Lorsqu'une éprouvette doit être démontée, un desserrage rapide des rondelles 32 et 33 est obtenu en  agissant par la manivelle 36 sur la came 35,   ce qui    permet de déplacer la mâchoire   mo-   
 bilé   27    par   coulîssement    des pièces 29 et 34
 dans l'alésage 30.

   Lorsqu'une nouvelle éprou
 vette est mise en place, le serrage est à   nou-   
 veau effectué à la même valeur par les ron
 delles 32 et 33 en agissant en sens inverse
 sur la manivelle 36. Les deux positions
 extrêmes de la manivelle 36 peuvent être déterminées une fois pour tontes par deux bu
 tées. On a ainsi un dispositif de serrage et
 desserrage rapides qui permet d'obtenir le
 montage et le démontage des éprouvettes
 dans le temps minimum.   Un    trou   analogie    au
 trou 37 est usiné sur toutes les éprouvettes,
 de telle sorte que leur position de fixation
 par rapport à l'étau fixe 5 reste immuable.



   L'étau mobile 8 (fig. 5) est muni d'un
 collier taraudé 38 en prise avec la vis 7 et
 servant à assurer le déplacement de cet étau
 sur les rails 2 et 3 à l'aide des glissières 39
 et 40. Cet étau comprend une mâchoire fixe
 41 et une mâchoire mobile 42 guidée par une
 coulisse 43. Un bâti auxiliaire 44 solidaire
 de l'étau mobile est muni d'un alésage 45
 dans lequel sont montés deux   coiflisseaux    in
 dépendants 46 et 47 à l'intérieur desquels
 est logé un ressort 48. Le coulisseau 47 est
 muni d'une portée taraudée 49 en prise avec
   vme    vis 50 commandée par une manivelle 51.



   Le corps auxiliaire 44 porte, d'autre part, un
 levier 52 pivotant en 53 et dont une extré
 mité munie   d'une      rotule    54 vient se loger
 entre la mâchoire mobile 42 et le coulisseau
   16.    Le pivotement de ce levier autour de son
 axe 53 est assuré à l'aide d'une vis 55 vissée
 dans le corps 44 par   ime    manivelle 56. La
 manivelle 51 permet, en faisant avancer le
 coulisseau 47 dans l'alésage 45, de régler
 l'effort transmis par le ressort 48 à la   mâ-   
 choire 42 par l'intermédiaire de la rotule 54,
 de telle sorte que la pression à l'encastre
 ment exercée sur l'éprouvette 15 soit tou
 jours constante.

   Lorsque l'on veut démonter
 une éprouvette de la machine, on agit par la
 manivelle 56 sur le levier 52, de telle sorte
 que, par la   rotnle    54, l'action du ressort 48
 soit annihilée. La mâchoire mobile 42 peut alors être déplacée dans la coulisse 43, la lame 15 démontée et, lorsqu'une nouvelle éprouvette est mise en place, le serrage est à nouveau effectué à la même valeur par le ressort 48 en agissant sur la manivelle 56, en sens inverse.



   La machine comprend, en outre, un dispositif de mesure d'amplitude constitué par un palpeur de position réglable, du genre comprenant un élément très léger 57, par exemple en tôle extra-mince, pivotant sur un axe d'horlogerie 58 et pouvant être maintenu en position de repos par un ressort léger 59 réglable. Cet ensemble est monté à l'intérieur   d'non    capot de protection 60 dans lequel le palpeur 57 peut s'effacer dès qu'il   recuit    un choc. Ce palpeur est porté par un support à deux éléments télescopiques 61 et 62 ma  nceuvrables    par des boutons 63 et 64 qui   peuvent    être également coaxiaux. Le premier élément 61 est déplacable dans un support 65, à l'aide du bouton 63 qui se visse dans le taraudage 66 pratiqué sur ce support.

   Il comporte une fenêtre graduée 67 dans laquelle on peut apercevoir une graduation portée par le second élément 62. Celui-ci, monté dans l'élément 61, est manoeuvré par le bouton 64 à l'aide de la vis 68 et porte à son extrémité le palpeur 57 et son capot 60.



   Pour un essai, après avoir marqué zéro sur la graduation portée par l'élément 62 à l'aide du bouton 64, on sollicite d'abord le bouton 63 pour   amenerle    palpeur 57 au contact de l'éprouvette, celle-ci étant au repos, le dispositif de sollicitation électromagnétique n'étant pas encore excité. Le contact se trouve précisé par une lampetémoin qui s'éteint lorsqu'une butée 72 n'est plus en contact avec l'extrémité du palpeur, ainsi qu'il sera précisé ci-après (fig. 6).



  Cette mise à zéro est à effectuer pour chaque éprouvette d'une même série pour tenir compte des différences locales de forme de chacune d'elles. Puis, on fait reculer le palpeur 57 d'une grandeur égale à la moitié de l'amplitude à mesurer, en   manoeuvrant    le bouton 64 et en regardant la graduation correspondante dans la fenêtre 67. Cette ampli    tudo    est calculée pour un taux de fatigue déterminé en partant des caractéristiques de forme et de matière de l'éprouvette.



   Un tel ensemble fonctionne comme suit:
 On découpe une éprouvette à des dimensions de largeur et de longueur déterminées à l'avance, et   l'on    y perce les trous de centrage du pion 26 et de la vis de fixation 22 du cadre. On équipe l'éprouvette du cadre 21. On ouvre le bras 68 (voir fig. 9) de   l'ar-    mature fermée 17, monté pivotant par exemple en 69, de façon à pouvoir faire pénétrer le bras 70 de cette armature dans le cadre 21. Puis on referme l'armature 17 par pivotement du bras 68 autour de l'axe 69, ce bras pénétrant dans une fente 71 aménagée sur le bras 70. Ce dernier bras est courbé dans le sens des oscillations de l'éprouvette suivant une forme voisine de celle de la développante de cercle, afin que le cadre 21 puisse l'embrasser sans venir, le toucher.



  L'éprouvette est alors montée dans l'étau 5, son perchage 37 engageant le - pion 25, et la mâchoire mobile 27 est serrée en agissant sur la came 35 par la manivelle 36. Puis, on soumet l'éprouvette entre les mâchoires de l'étau mobile 8 à une pression déterminée relativement modérée et correspondant à une   eertaine    position opératoire du coulisseau 47.



  On met le dispositif générateur d'oscillations sous tension alternative, ce qui a pour effet d'imprimer des oscillations à la partie de l'éprouvette   mnnie    de son cadre. On déplace alors l'étau mobile 8, après avoir supprimé le serrage du ressort 48 en agissant sur le levier 52 par la manivelle 56, jusqu'à ce que   l'on    ait déterminé la position pour laquelle l'amplitude des oscillations passe par un   maximum,    position qui correspond au syn  ehronisme    entre la fréquence propre de la portion de l'éprouvette munie du cadre audelà de l'étau mobile et la fréquence d'entretien.

   On libère le ressort 48 et   l'on    raccourcit le réglage en agissant directement sur la position de l'étau mobile 8 à l'aide de la manivelle 14, de telle sorte que ce réglage s'écarte légèrement de celui correspondant au syn  chronisme.    Il ne reste plus qu'à régler l'excitation du dispositif générateur d'oscillations jusqu'à obtenir l'amplitude que l'on désire réaliser au cours de l'essai.



   En cas d'éprouvettes très minces et pour éviter leur flambage, on cherche alors la position de l'étau mobile avec un serrage inférieur à celui de l'essai. Après réglage du   synehronisme    exact, on revient au serrage désiré à l'aide du coulisseau 47. Ce resserrement équivaut à   nn    raccourcissement de l'éprouvette.



   On obtient ainsi un fonctionnement complètement indépendant de l'opérateur et qui, dans la pratique, s'est   révélécomme    complètement indépendant de la section des éprouvettes, de telle sorte qu'un même réglage initial peut convenir à des éprouvettes de sections différentes. En effet,   1'in-    troduction d'une éprouvette de section plus épaisse que celle de l'éprouvette initiale a pour effet de bander davantage le ressort 48, donc de soumettre cette éprouvette à une pression plus élevée. Or, la pratique montre que l'augmentation de rigidité qui résulte de cette augmentation d'épaisseur exige bien la mise en oeuvre   d'une    action de serrage plus importante.



   Le palpeur 57 appuie sur la butée 72 faisant contact électrique dans un circuit alimenté par un petit transformateur. Ce circuit comprend une lampe témoin qui, allumée lorsque le palpeur n'est pas en contact avec l'éprouvette, s'éteint dès que le contact se produit. Ce circuit peut comporter, en outre, un relais que   l'on    peut à volonté mettre en circuit ou hors circuit et qui assure l'arrêt automatique de l'excitation du dispositif générateur d'oscillations dès que l'éprouvette   est    entrée en contact avec le palpeur 57.



   La machine est alimentée par un dispositif qui, recevant le courant alternatif du secteur, fournit un courant alternatif absolument constant et qui permet d'effectuer les essais à des fréquences différentes de 50 et 60 pé   riodes par r seconde, fréquences des secteurs    d'alimentation, ou de leurs harmoniques et sous-harmoniques, tout en s'approchant au  maximum de la fréquence de 3000 cycles par minute normalement utilisée dans tous les essais de fatigue des matériaux aux efforts alternés (fig. 10 à 12).



   La boîte d'alimentation comprend   un    générateur de fréquence constante A. L'étalon de fréquence est constitué par un diapason 73, de fréquence 2000 périodes par seconde, en un métal ou un alliage à faible coefficient de température du module d'élasticité, tel que l'alliage connu sous le nom d'Elinvar. Ce diapason est calorifugé pour une stabilité de l'ordre   10-5    sans qu'il soit nécessaire de le monter dans   un    thermostat. Il est entretenu par une lampe diode-pentode 74 dont la diode assure une amplitude constante au diapason 73. La tension fournie par la diodepentode 74 est amplifiée par la pentode 75.



   Un ensemble de   multivibrateurs    B et C
 (fig. 10 et 11) montés au moyen de pentodes 76, 77 et 78 démultiplie la fréquence 2000 fournie par la pentode 75 et l'amène successivement à 200 (pentode 76), 40 (pentode 77) et 20 (pentode 78). Les valeurs 40 et 20 ont été choisies pour éliminer les battements qui se produiraient, si   l'on    utilisait les fréquences 50 et 25 par exemple, par couplage par l'alimentation et autre couplage parasite.



   Les multivibrateurs à 40 et 20 périodes alimentent respectivement deux amplificateurs sélectifs D et E (fig. 10 et 11) à réseau en double T comportant des pentodes 79 et 80 qui donnent une tension sinusoïdale. A la suite des filtres formés par ces   amplifica-    tours sélectifs est montée une pentode 81. agissant comme préamplificatrice de tension.



  Elle est accouplée à l'un de ces   amplifiea-    teins sélectifs par le   coninnitateur    82. Le   eourant-plaque    de la pentode 81 a une tension stable de fréquence 40 ou 20, suivant que le commutateur 82 assure la liaison avec l'am  plificateur    sélectif 79 ou 80.



   A la suite de la lampe préamplificatrice 81 est monté un amplificateur de type connu
F (fig. 10 et 11), comportant une pentode   déphaseuse    83 et un étage push-pull de sortie muni de deux pentodes 84 et 85 capables de délivrer facilement 12 watts. Le transformateur de sortie 86 attaque   l'électro-aimant    16 à champ alternatif.



   Ainsi que représenté à la fig. 12, les   ten-    sions nécessaires au fonctionnement des lampes précitées sont fournies par une alimentation de type connu, référencée en   CT    à la fig. 10. Cette alimentation comprend un premier étage de chauffage des filaments comportant un transformateur 87 dont la tension est stabilisée au moyen d'une résistance 88 au fer-nickel, telle que, par exemple, celle connue sous le nom de    Fixamper ,    insérée dans le primaire du transformateur de chauffage. Un deuxième étage comportant un transformateur 89, deux valves monoplaques à haute tension 90 et 91 et des tubes au néon 92, 93 et 94 servant à stabiliser les tensions, fournit les courants utilisés dans l'amplificateur F.

   Un troisième étage comportant un transformateur 95, une valve biplaque 96 et des-tubes au néon 97, 98, 99 et 100 utilisés pour la stabilisation des tensions, fournit les courants d'alimentation du diapason et de ses lampes, des multivibrateurs, de leurs amplificateurs sélectifs et de la lampe   préamplificat.rice.    Enfin, un quatrième étage comportant un transformateur 101 et une valve biplaque 102 sert à alimenter les bobines 18 et 19 de l'électro-aimant à champ constant, par l'intermédiaire d'une lampe fer-hydrogène 103 réglant l'intensité du courant parcourant ces bobines.



   Un potentiomètre permet de régler la   puis-    sauce, donc l'amplitude de l'éprouvette, et un ampèremètre permet de s'assurer de la constance du courant d'entretien. La constance, au cours de la durée d'un essai, est, pour la fréquence, de l'ordre de 10-5 et, pour la tension, meilleure que   10-3,    conditions qui se sont avérées largement suffisantes pour la mise en pratique de la méthode.



   Le relais 104 inséré dans le circuit du palpeur 57 et assurant l'arrêt automatique de l'excitation du générateur d'oscillations et, par suite, de la machine, peut être commandé par une lampe; il suffit alors d'un courant grille infime pour assurer l'arrêt de la ma  chine lors de l'augmentation d'amplitude de l'éprouvette. Ce relais peut être éliminé si   l'on    désire fonctionner en direct.



   Ainsi que représenté aux fig. 13 et 15, la machine peut être utilisée pour réaliser des essais aux cisaillements alternés de moyens    d'assemblage, tels que boulons ; rivets, points    de soudure, collage, etc.



   L'éprouvette représentée à ces figures se rapporte à la mesure de la fatigue d'un rivet aux cisaillements alternés. Elle comporte deux bandes 105 et 106 du matériau à assembler, rivées à l'une de leurs extrémités par le rivet 107 à essayer. En vue d'éviter toute possibilité de glissement des deux bandes l'une par rapport à l'autre à l'en  castrement,    la partie encastrée de l'éprouvette comprend un rivet de solidarisation 108. Dans ces conditions, à toute flexion du   systênie    correspond un effort de cisaillement sur le rivet, effort proportionnel à l'angle   fi    que présente le plan tangent à   l'accollement    des bandes, là où le rivet les traverse, avec    le plan moyen (fig. 15).

   La a mesure de cet    angle, à l'aide par exemple   d'lm    viseur placé sur l'appareil, fournit immédiatement l'effort auquel le rivet est soumis, si   l'on    connaît le module d'élasticité et l'épaisseur des bandes.



   Un tel système présente les mêmes facultés de vibration que   s'il    s'agissait d'une bande simple en flexions alternées. Notamment, la crique commentant dans le rivet produit les mêmes effets d'amplification. Il suffit donc de contrôler l'effort par l'angle défini ci-dessus et de limiter comme précédemment l'augmentation de l'amplitude.



   Le même dispositif à deux lames permet de réaliser d'autres essais en utilisant deux lames de même épaisseur, mais d'inégale lontueur, assujetties seulement à demeurer en contact l'une de l'autre, et dont les deux extrémités servent de bases à la fixation des extrémités de l'éprouvette. Afin d'éviter tout effet parasite de flexions, l'éprouvette sera toujours très courte.



   Un tel montage, ainsi que représenté aux fig. 16 et 17, peut être utilisé pour des essais de soudure aux cisaillements alternés transversaux, les lames 109 et 110 étant soudées suivant la ligne   ob.   



   Pareillement, selon la fig. 1S, les lames 109 et 110 sont utilisées pour des essais de soudure aux cisaillements alternés longitudinaux, la soudure étant effectuée le long de la ligne   cd.   



   Dans le cas d'essai en traction-compression alternées d'une soudure (fig. 19), la lame 111 la plus courte est soudée en 119 sur une contre-lame 113 rivée en 118 sur la lame la plus longue 112.



   Dans le cas d'essai en   traction-compres-    sion alternées (fig. 20 et 21), la lame la plus longue 114   est    munie d'une contre-lame rivée 115 et l'éprouvette 117, de faible longueur, est fixée entre les extrémités en regard de cette   contre-lame    115 et de la lame la plus courte 116.

 

   Dans le   eas    où   l'on    utilise la machine pour déterminer la courbe d'amortissement d'un matériau, on aura, de préférence, soin d'adopter comme valeur unique du champ d'excitation, une intensité inférieure à celle qui correspondrait à un effort maximum dépassant la limite de fatigue.



   Il est bien évident que des modifications pourraient être apportées à la machine dé  crite    et à ses organes, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. En particulier, le nombre de lampes utilisées dans la boîte d'alimentation pourrait être diminué en utilisant un seul amplificateur sélectif associé à un moyen de   commntation    des réseaux sélectifs et en supprimant la lampe 76 pour passer directement de la fréquence 2000 à la fréquence 40.
  

Claims (1)

  1. REVENDICATION: Machine pour la mesure de la fatigue des matériaux aux efforts alternés en les soumettant à une action électromagnétique alternative agissant sur une portion libre d'une éprouvette de matériau à essayer dont la longueur est déterminée pour obtenir une fréquence propre d'oscillation au voisinage du synchronisme avec la fréquence d'altor- nance de l'action electrornagnétique à laquelle elle est soumise, machine comportant un étau fixe et un étau mobile eoopérant au maintien de l'éprouvette, caractérisée par le fait que l'étau fixe est muni, d'lue part, d'lm moyen d'accrochage de l'éprouvette dans une position prédéterminée et, d'autre part,
    ainsi que l'étau mobile an voisinage de la partie vibrante de l'éprouvette, d'un dispositif de serrage et de desserrage rapide, les actions de ces dispositifs de serrage et de desserrage des deux étaux pouvant être initialement réglées pour imo série d'éprouvettes, l'action électromagnétique alternative étant maintenue constante par une boîte d'alimentation d'un électro-aimant sollicitant ladite action électromagnétique, boîte qui, alimentée par le courant alternatif du secteur, fournit un courant alternatif constant.
    SOUS-REVENDICATIONS: 1. Machine suivant la revendication, caractérisée par le fait que la- mâchoire fixe de l'étau fixe est munie d'un pion de centrage qui est destiné à pénétrer dans un trou pratiqué à l'avance sur les éprouvettes, de telle sorte que leur position de fixation par rapport à cet étau fixe reste immuable.
    2. Machine suivant la revendication, ea- ractérisée par le fait que la mâchoire mobile de l'étau fixe est manoeuvrée par une came actionnée par une manivelle à deux positions, le profil de cette came étant déterminé de telle sorte que, pour l'une des positions de la manivelle, une pression constante initialement réglée soit exercée sur l'éprouvette par la compression d'un dispositif élastique interposé entre la came et la mâchoire mobile et que, pour l'autre position de la manivelle, cette pression soit annihilée grâce à un déplacement de la mâchoire mobile par coulissement dans son support, le tout dans le but de permettre un desserrage rapide dudit dispositif.
    3. Machine suivant la revendication, ca raetérisée par le fait que la mâchoire mobile de l'étau mobile est associée à un dispositif générateur de la pression de serrage comportant deux coulisseanx indépendants entre les quels est logé un ressort, l'un de ces coulisseaux se déplaçant par l'action d'une manivelle, la mise en action de ce dispositif géné rateur de serrage et sa mise hors d'action étant commandées par un levier articulé sur l'étau mobile, dont une des extrémités est insérée entre la mâchoire mobile et le coulisseau non réglable et dont l'autre extrémité peut être déplacée par l'action d'une vis solidaire d'une manivelle.
    4. Machine suivant la revendication, ca ractérisée par le fait qu'elle comprend un dispositif de mesure d'amplitude à palpeur de position réglable, comprenant un élément palpeur, pivotant, maintenu en position de repos par un ressort réglable et monté à l'intérieur d'un capot de protection dans lequel il est susceptible de s'effacer sous l'influenee d'un choc.
    5. Machine suivant la revendication et la sons-revendication 4, caractérisée par le fait que le palpeur du dispositif de mesure d'am- plitude appuie sur une butée formant contact électrique dans un circuit comprenant une lampe témoin.
    6. Machine suivant la revendication et les sous-revendications 4 et 5, caractérisée par le fait que le circuit de la lampe témoin comprend un relais destiné à être mis en circuit pour assurer l'arrêt automatique de l'exeita- tion du dispositif générateur d'oscillations.
    7. Machine suivant la revendication, ca ractérisée par le fait que la boîte d'alimentation comprend un vibrateur mécanique à fréquence constante associé à un dispositif d'entretien de cette fréquence alimenté par le secteur et à un dispositif de régulation de l'amplitude de ce vibrateur, la fréquence constante fournie par ce vibrateur étant appliquée au courant d'alimentation du dispositif créateur du champ magnétique d'excitation.
    8. Machine suivant la revendication et la sous-revendication 7, caractérisée par le fait que l'étalon de fréquence est constitué par un diapason en un matériau métallique sensiblement non dilatable et présentant une stabilité de fréquence de l'ordre de 10-5, ledit diapason étant entretenu par une valve électronique dont la constance de tension est supérieure à 10-3.
    9. Machine suivant la revendication et la sous-revendication 7, caractérisée par le fait que le dispositif d'excitation comprend, d'une part, un cadre en court-circuit destiné à être fixé à l'extrémité vibrante de l'éprouvette, d'autre part, un électro-aimant à champ alternatif dont le circuit magnétique passe à travers ce cadre et, de troisième part, un électro-aimant à champ continu perpendicu- laire au plan d'oscillation de l'éprouvette et dont le circuit magnétique est double et tel que les actions du champ continu sur les deux moitiés du cadre s'ajoutent.
    10. Machine suivant la revendication et les sous-revendications 7 et 9, caractérisée par le fait que la boîte d'alimentation est complétée par au moins un démultiplieateur de fréquence alimentant à fréquence constante l'électro-aimant à champ alternatif.
    11. Machine suivant la revendication et les sous-revendications 7, 9 et 10, caractérisée par le fait que la boîte d'alimentation est réalisée à l'aide de tubes électroniques.
    12. Machine suivant la revendication, ca ractérisée par le fait que la boîte d'alimentation comprend un générateur de fréquence constante, un ensemble de multivibrateurs pour démultiplier cette fréquence, un ensemble d'amplificateurs sélectifs alimentés par cet ensemble multivibrateur pour donner une tension sinusoïdale de fréquence constante, et un dispositif amplificateur relié par un commutateur à l'une des paires multivibrateur-amplificateur, ledit ensemble amplificateur alimentant l'électro-aimant à champ alternatif.
    13. Machine suivant la revendication et la sous-revendication 12, caractérisée par le fait que les valeurs des fréquences fournies par les multivibrateurs sont déterminées pour éliminer les battements qui se produiraient par couplage par l'alimentation du secteur et autre couplage parasite en résultant.
    14. Machine suivant la revendication et les sous-revendications 7 et 9 à 11, caractérisée par le fait que l'alimentation des dispositifs constituant la boîte d'alimentation comprend un étage de chauffage des filaments dont la tension est stabilisée par une résistance au fer-nickel insérée dans le primaire du transformateur de chauffage, un deuxième étage pour l'alimentation de l'amplificateur dont les tensions sont stabilisées par des tubes au néon, un troisième étage pour l'alimentation du diapason et de ses lampes, des multivibrateurs et des amplificateurs sélectifs dont les tensions sont stabilisées par des lampes au néon, et un quatrième étage pour l'alimentation des bobines de l'éleetro-aimant à champ constant,
    l'intensité du courant fourni par ce quatrième étage étant réglée par une lampe fer-hydrogène.
CH284474D 1949-04-13 1950-04-11 Machine pour la mesure de la fatigue des matériaux aux efforts alternés. CH284474A (fr)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112286141A (zh) * 2020-10-28 2021-01-29 山东钢铁集团日照有限公司 一种闭环伺服控制的电磁铁防屈曲失稳装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112286141A (zh) * 2020-10-28 2021-01-29 山东钢铁集团日照有限公司 一种闭环伺服控制的电磁铁防屈曲失稳装置

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