Machine d'essais par fatigue
La présente invention a pour objet une machine d'essais par fatigue, dans laquelle l'éprouvette à essayer est soumise à un effort variant périodiquement entre deux valeurs extrêmes et résultant de l'addition de deux composantes,
I'une continue, L'autre alternative sinusoïdale, et comportant un premier servo-mécanisme destiné à maintenir constante l'une desdites valeurs extrêmes dudit effort, ainsi que des moyens pour régler la composante continue dudit effort.
Des machines de ce genre fonctionnant à fréquence élevée, sont utilisées principalement en raison de la durée relativement brève des essais.
On a déjà proposé d'effectuer avec une telle machine des essais à chaud et cela à l'aide d'un four entourant l'éprouvette à essayer. Toutefois, jusqu'à présent, la pratique de tels essais à chaud ne s'est pas développée en raison de leur caractère aléatoire et imprécis.
En effet, dans une telle machine à haute fréquence adaptée pour les essais à chaud, les conditions de déperditions thermiques du four sont variables, d'abord en raison de l'imperfection inévitable de la régulation et ensuite, et surtout, en raison de la variation des conditions suivant lesquelles les échanges par convexion se produisent dans la portion des tiges d'amarrage de l'éprouvette située hors du four. Par suite de la forte rigidité élastique de l'ensemble de l'équipage, une faible variation de longueur de l'éprouvette et de ses mors a pour conséquence une variation relativement grande de l'effort moyen appliqué à l'éprouvette, à laquelle correspond une variation deux fois plus grande d'une valeur limite de l'effort total.
En pratique, un simple courant d'air sur les extrémités des mors situées hors du four peut suffire à modifier d'une manière inadmissible les conditions d'essai.
Un autre déréglage survient également, en dehors de toutes considérations de déperdition thermique du four, - et intéresse donc également certains essais de fatigue conduits à la température ordinaire -, au cours desquels il se manifeste un échauffement parasite de l'éprouvette dû aux variations d'efforts mêmes qu'elle subit au cours de l'essai.
Un autre facteur provoquant des variations parasites de longueur consiste dans le fluage de l'éprouvette ou de ses mors sous une contrainte moyenne non nulle.
Dans telles machines à haute fréquence, en outre, la forte rigidité élastique de l'équipage risque, si on désire les utiliser pour des essais à chaud, grâce à un four entourant l'éprouvette, d'entraîner une importante contraction de la partie de l'équipage située dans le four dans le cas où, pour une raison quelconque, panne de courant par exemple, le four cesse brusquement de fonctionner. Cette contraction provoque un effort de traction qui peut dépasser la charge maximum admissible pour le dynamomètre, dans le cas où, pour cette charge, I'éprouvette n'est pas rompue. Un tel incident, qui peut toujours survenir, provoquerait alors la détérioration du dynamomètre utilisé, complexe et coûteux.
L'invention a pour but de fournir une machine pour essai de fatigue dans laquelle les inconvénients précités sont évités du fait que l'effort moyen conserve, tout au cours de l'essai, la valeur fixée initialement et cela quelles que soient les causes perturbatrices s'exerçant au cours de l'essai: augmentation de température de l'éprouvette par échauffement parasite, dans le cas d'essais à froid ou à chaud; modifications des conditions de déperdition thermique du four ou des tiges d'amarrage, dans le cas d'essais à chaud; fluage de l'éprouvette et de ses mors dans le cas d'essais à chaud quelle que soit la valeur de cet allongement.
Il va de soi que en cas d'incidents dans le fonctionnement du four, - par exemple d'un arrêt par suite d'une panne de courant ou d'une rupture d'un enroulement, - les détériorations d'organes, et en particulier du dynamomètre, sont rendues impossibles du fait que l'effort moyen est maintenu constant.
La machine selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comporte un second servo-mécanisme, commandé par l'amplitude de la composante alternative, et destiné à maintenir les deux composantes de l'effort périodique à leur valeur fixée au début de l'essai.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, des formes d'exécution et des variantes de la machine qui fait l'objet de l'invention. Dans ce dessin:
la fig. 1 est une vue schématique d'une première forme d'exécution de la machine selon l'invention;
la fig. 2 est un diagramme;
la fig. 3 est un schéma d'un dispositif électromécanique que comprend la forme d'exécution de la fig. 1;
les fig. 4, 5 et 6 sont des vues d'une échelle de mesure avec, à coté d'elle, une courbe représentative, pour trois conditions différentes;
la fig. 7 est une vue schématique d'une partie d'un dispositif, tel que celui montré sur la fig. 3, d'une variante;
la fig. 8 est une vue partielle en coupe d'une variante de la forme d'exécution selon la fig. 1;
la fig. 9 est une vue en coupe d'un dispositif d'amarrage de l'éprouvette, selon une autre variante;
la fig. 10 est une vue en élévation d'un dispositif pour le maintien de l'électro-aimant de la forme d'exécution selon la fig. 1;
la fig. 11 est une copie suivant la ligne 11-11 de la fig. 10;
la fig. 12 est un schéma d'un dispositif enregistreur;
la fig. 13 est une vue schématique d'une seconde forme d'exécution;
la fig. 14 est un schéma d'un dispositif compris dans cette forme d'exécution;
les fig. 15 à 18 sont des diagrammes.
Dans la forme d'exécution selon la fig. 1,
I'éprouvette 20 à essayer est introduite dans un équipage 21 qui comprend à la manière connue une première masse 22 et une seconde masse 23, beaucoup plus grande que la masse 22, ainsi qu'un dynamomètre 24. L'éprouvette 20 est fixée à une de ses extrémités à la masse 22 et un dynamomètre 24 est interposé entre l'éprouvette 20 et la masse 23. La masse 23 repose sur le sol par l'intermédiaire de moyens élastiques 25. Sur la masse 23 sont montées deux colonnes 26 et 27 qui portent une traverse supérieure 28. Celle-ci est traversée par une tige filetée 29 qui porte à son extrémité inférieure un électro-aimant 30 exerçant son action magnétique sur la masse 22. Des moyens élastiques de liaison 31 sont en outre interposés entre l'électro-aimant 30 et la masse 22. Deux écrous 32 et 33 coopèrent avec la tige filetée 29 pour un réglage en hauteur.
L'électro-aimant 30 porte deux bras qui le relient avec les colonnes 26 et 27 de manière à le guider dans son mouvement vertical grâce à un dispositif décrit plus loin. L'équipage 21 comporte une palette 38 en matériau magnétique faisant partie d'un pick-up ou capteur 39 dont l'enroulement 40 est relié par un circuit 41 à un amplificateur 42 dont la sortie est reliée par un circuit 44 à l'enroulement 45 de l'électro-aimant 30. Un miroir rotatif 46 est porté par l'équipage vibrant 21.
Il projette l'image d'un filament droit 47 fournie par un dispositif optique 48 sur une échelle graduée 49. Le long de cette échelle graduée est montée, de manière coulissante, grâce à des moyens de réglage 50, une cellule photo-sensible 51. Le courant de cette dernière après traversée d'un pré-amplificateur 51' est ensuite appliqué par un circuit 52 à l'entrée de l'amplificateur 42 de manière à s'opposer à l'effet du courant fourni par le circuit 41, quand le courant de cette cellule atteint ou dépasse une certaine valeur, fixant ainsi une limite au courant de sortie de l'amplificateur 42.
On rappelle que le fonctionnement d'une telle machine est le suivant: on règle l'effort moyen qu'on désire appliquer à l'éprouvette 20 au cours de l'essai en actionnant les écrous 32 et 33. La valeur d'une limite, supérieure ou inférieure, de l'effort est fixée par le réglage de la position de la cellule photo-sensible 51.
La courbe représentative de l'effort subi par l'éprouvette au cours de l'essai est alors sensiblement celle représentée sur la fig. 2, qui est un diagramme dans lequel l'effort F est porté en ordonnées et le temps t en abscisses.
La courbe C est d'allure sinusoïdale, L'effort variant entre une valeur minimum Fm et une valeur maximum FM. Le réglage par les écrous 32 ou 33 permet de fixer la valeur moyenne Fo.
Le réglage de la position de la cellule photosensible 51 permet de fixer l'une des deux valeurs limites, par exemple la valeur FM. Après réglage des écrous 32 ou 33, I'électro-aimant 30 est solidarisé avec les colonnes 26 et 27 pour éviter les chocs parasites sur les colonnes au cours de l'essai vibratoire.
La machine comprend en outre un dispositif régulateur 19 propre à maintenir constante, au cours d'un essai, la valeur de l'effort moyen qu'on s'est fixé initialement, en vue du déroulement de l'essai dans les conditions désirées.
Ce dispositif est relié dans la réalisation décrite, au capteur 39. A l'enroulement 40 du capteur monté sur le circuit magnétique 61 (fig. 3), avec lequel coopère la palette 38, est reliée, par l'intermédiaire d'un potentiomètre 62 comportant un curseur 63, l'entrée d'un amplificateur 64 à gain stable et constant en fonction de la fréquence. L'amplificateur 64 est suivi d'un dispositif redresseur 65 suivi à son tour d'un amplificateur de tension continue 66 puis d'un amplificateur de puissance 67 servant à l'entraînement, dans un sens ou dans l'autre, d'un moteur électrique 68 actionnant les moyens propres au réglage de l'effort moyen.
Le dispositif redresseur 65 comprend un tube 69, avec cathode 70 et anode 71, dont la tension de sortie est appliquée, par l'intermédiaire d'un filtre 72, comprenant une résistance 73 et les condensateurs 74 et 75, à la grille 76 d'un tube 77 faisant partie de l'amplificateur 66.
Cet amplificateur est du type différentiel, comprenant un second tube 78 dont la grille 79 est reliée à une source étalon de tension négative constituée par une pile 80. Les cathodes 81 et 82 des tubes 77 et 78 sont reliées à une source de potentiel négatif et elles sont reliées entre elles par l'intermédiaire d'un potentiomètre 83; ce potentiomètre fait varier le gain de l'étage et, par conséquent, la sensibilité du système. Les anodes 84 et 85 des deux tubes sont reliées respectivement aux grilles 86 et 87 de deux tubes 88 et 89 composant l'amplificateur 67 et montés symétriquement.
Entre les anodes 90 et 91 desdits tubes est monté un voltmètre 92, ainsi que d'une part le moteur 68, et d'autre part une résistance 93 dont la valeur ohmique est égale à celle du moteur 68 au repos, une manette 94 coopérant avec des plots 95 et 96 permettant de mettre en circuit, sélectivement, soit la résistance 93, soit le moteur 68. L'ali mentation haute tension de l'amplificateur 67 est fournie par l'intermédiaire d'un conducteur 97 dans lequel est interposé un contact 98 commandé par l'armature d'un relais 99, dont l'enroulement 100 fait partie du circuit de sortie d'un tube 101 dont la grille 102 est reliée par un conducteur 103 à l'anode 71.
Le fonctionnement est le suivant: le dispositif est réglé initialement pour que, la machine étant en fonctionnement dans les conditions désirées, c'est-à-dire notamment lorsque l'effort moyen subi par la pièce a la valeur désirée, il n'existe aucun déséquilibre de potentiel entre les circuits de sortie des tubes 88 et 89. Pour assurer ce réglage il suffit, après le démarrage de la machine et après avoir amené la manette 94 sur le plot 95, de manoeuvrer s'il y a lieu le curseur 63 jusqu'à ce que le voltmètre 92 fournisse l'indication zéro. Ce résultat atteint, la manette 94 est amenée sur le plot 96. La résistance ohmique du moteur 68 à l'arrêt étant identique à celle de la résistance 93, il ne circule, au moment de cette commutation, aucun courant dans le moteur 68.
Il en est ainsi aussi longtemps que l'effort moyen subi par la pièce ou l'éprouvette conserve la valeur désirée pré-réglée. La fig. 4 illustre cette condition de fonctionnement désirée de la machine. L'échelle 49 montre une plage éclairée 104 dont le milieu 105 correspond à la valeur de l'effort moyen désiré, la limite supérieure 106 à la valeur minimum de l'effort et la limite inférieure 107 à la valeur maximum de l'effort.
Lorsque, pour une raison quelconque, la valeur moyenne de l'effort varie, I'amplitude de la courbe sinusoïdale C, représentative de l'effort, varie en correspondance étant donné qu'une des valeurs limite est constante. Dans le cas où cette valeur moyenne diminue (fig. 5), l'amplitude devient plus petite et, dans le cas où cette valeur moyenne augmente (fig. 6), l'amplitude devient plus grande. Les variations de l'amplitude des oscillations électriques engendrées dans l'enroulement 40 caractérisent ainsi les variations de la valeur de l'effort moyen, avec d'ailleurs, une amplification égale à deux.
Dans l'un et l'autre cas, les potentiels des grilles 76 et 79, qui étaient égaux lorsque la contrainte moyenne avait la valeur désirée par suite du réglage initial, deviennent inégaux, le potentiel de la grille 76 devenant plus grand ou plus petit que celui, constant, de la grille 79, suivant que l'effort moyen prend une valeur supérieure ou inférieure à celle qui est désirée.
Il en résulte un déséquilibre entre les tubes 88 et 89 et le passage d'un courant dans un sens ou dans l'autre dans le moteur 68, lequel provoque ainsi un actionnement de moyens de réglage de la position de l'écrou 32 ou 33 propre à ramener l'effort moyen à sa valeur désirée.
Le moteur 68 est un moteur à courant continu, à faible inertie et à deux sens de marche, branché directement entre les anodes 90 et 91, comme montré sur la figure 3; la vitesse de correction est alors sensiblement proportionnelle au déséquilibre. Ledit moteur attaque directement un réducteur de vitesse 105 (fig. 1) dont l'arbre de sortie 106 porte des pignons, respectivement 107 et 108, en prise avec des roues dentées 109 et 110 solidaires des écrous 32 et 33. Le rapport de démultiplication est choisi propre à assurer une bonne correction tout en évitant le phénomène appelé pompage qui se produit lorsque les corrections sont excessives en sorte qu'à chaque déséquilibre est substitué un déséquilibre dans le sens opposé qui demande une nouvelle correction.
En variante, on peut d'ailleurs adjoindre au moteur 68 un moteur électrique superposant un couple constant supérieur aux couples à transmettre, en vue d'éviter l'effet des jeux.
Le moteur 68 peut également, en variante (fig. 7) attaquer une barre 111 travaillant en torsion, sur laquelle est calé le curseur 112 d'un rhéostat 113 comportant une résistance 114, dont les extrémités 115 et 116 sont reliées aux pôles d'une source de courant continu, le moteur d'entraînement proprement dit 117 étant relié électriquement d'une part au curseur 112, d'autre part au point milieu 118 de la résistance 114.
Suivant une autre variante, le moteur monté entre les circuits de sortie des tubes 88 et 89 entraîne un relais à trois positions correspondant respectivement à l'arrêt, la marche avant ou la marche arrière d'un autre moteur électrique classique.
Pendant tout le fonctionnement de la machine, la grille 102 du tube 101 est portée, par sa liaison à la plaque 71, à un potentiel négatif tel que ledit tube est bloqué. Si, pour une raison quelconque, la machine cesse de fonctionner, I'amplificateur 64 ne reçoit plus d'oscillations d'entrée et le potentiel de la plaque 71 devient nul; le tube 101 est alors débloqué et l'enroulement 100 attire son armature 98, ce qui coupe l'alimentation des tubes 88 et 89 de l'amplificateur de puissance, le moteur 68 devenant ainsi désexcité.
La variante représentée à la fig. 8 est agencée de façon que l'éprouvette puisse être montée par l'intermédiaire d'un dispositif élastique ayant une rigidité très inférieure à la rigidité normale au-delà d'une certaine valeur maximum de l'effort susceptible de se produire au cours d'un essai. Par ce montage, l'éprouvette est attachée à la machine de manière aussi rigide que par une attache classique aussi longtemps qu'on la laisse dans les conditions de l'essai.
Si pour une raison quelconque, l'effort dépasse la valeur qu'on s'est fixée le dispositif élastique prévu permet, soit de maintenir constante la valeur de l'effort en se substituant ainsi au système complexe et coûteux de la cellule photo-électrique, soit de protéger la machine, y compris l'éprouvette et le dynamomètre, à l'égard d'efforts excessifs supérieurs à l'effort maximum et susceptibles d'entraîner des détériorations. Dans cette variante, le mors ou tige d'amarrage 120
de l'éprouvette se termine par un épanouisse
ment 121, cylindrique, monté à coulissement
dans un logement correspondant 122 pratiqué
dans une douille 123. Cette dernière présente un
épaulement 124 propre à coopérer avec l'em
base annulaire de l'épanouissement 121. La
hauteur du logement 122 est avantageusement
supérieure à celle dudit épanouissement.
La
douille 123 présente un appendice 125, de plus
petit diamètre, par lequel elle est introduite dans
un orifice circulaire correspondant 126 d'une
plaque 127, contre laquelle la douille s'appuie
ainsi par son embase annulaire 128. La douille
123 est surmontée par la masse 22, laquelle est traversée avec un certain jeu, grâce à des cheminées 129 qu'elle présente, par des tiges 130.
Lesdites tiges ont leurs extrémités filetées. Leur extrémité inférieure traverse la plaque 127. Des écrous 131, coopérant avec lesditeszextrémités, forment butée à l'égard de ladite plaque. Entre la face supérieure 132 de la plaque 22 et des rondelles 133 enfilées sur les tiges 130 sont disposés des ressorts 134. Des écrous 135 coopérant avec les extrémités supérieures 136 des tiges 130 coiffent les rondelles 133.
La tension des ressorts 134 est réglée, grâce aux écrous 135, de manière que la force totale avec laquelle la masse 22 est appliquée contre la douille 123 soit très légèrement inférieure à la force maximum admissible pour le dynamomètre. Tant que l'effort est inférieur à cette valeur, la machine fonctionne d'une-manière normale, les ressorts 134 étant hors du système vibrant. Mais si l'effort maximum dépasse la valeur qu'on s'est fixée la douille 123 décolle par rapport à la masse 22, les ressorts 134 s'écrasant; leur rigidité est telle qu'ils sont propres à absorber toute la contraction que peut leur imposer la machine sans qu'à aucun moment l'effort sur le dynamomètre dépasse la charge maximum admissible.
Ce dispositif, montré dans sa réalisation adaptée aux essais en traction, apporte également une protection à l'égard d'une mise intempestive en compression, par exemple par une dilatation de l'éprouvette consécutive à un incident dans la marche du four. Dans ce cas, l'épanouissement 121 se déplace librement dans le logement 122, de plus grande hauteur. Au surplus, le coulissement de l'épanouissement 121 dans le logement 122 autorise le montage ou le démontage commode de l'éprouvette sans actionner les écrous supérieurs 32 ou 33.
Dans la variante selon la fig. 9, l'éprouvette 20 est fixée par des mors 140 et 141 constituant l'extrémité de tiges d'amarrage 142 et 143.
Celles-ci sont relativement très longues en raison de la nécessité d'adopter un four long en vue de l'obtention d'une température correcte pour l'éprouvette 20 logée dans le four 144. Lesdites tiges d'amarrage présentant des zones amincies, à l'extérieur du four, comme montré en 145 et 146, qui, d'une part, maintiennent à une valeur faible les déperditions thermiques du four en raison de leur étroitesse et, d'autre part, constituent des sortes de rotules élastiques qui éliminent les contraintes parasites qui s'exerceraient sur l'éprouvette si les tiges d'amarrage n'étaient pas alignées correctement.
Dans la paroi 147 du four, est pratiqué un canal transversal 148 permettant d'observer l'éprouvette dans sa section de contrainte maximum, avec un pyromètre optique à disparition de filament, et déterminer ainsi la température de l'éprouvette.
Les fig. 10 et 11 représentent le dispositif de la machine suivant la fig. 1 au moyen duquel l'électro-aimant 30 est constamment maintenu par les colonnes telles que 26 et 27, de manière à éviter les chocs, tout en étant susceptible de se déplacer verticalement de façon à conserver à chaque instant, à l'effort moyen, la valeur désirée comme décrit ci-dessus.
Le dispositif représenté comprend des moyens pour transmettre au bâti les composantes de vibration non parallèles à l'axe général tout en permettant un mouvement suivant ledit axe par l'intermédiaire d'organes de roulement disposés à cet effet. A cet effet, une traverse 150, dont est solidaire l'électro-aimant 30, porte, vers ses extrémités, en regard des colonnes 26 et 27, des plaques respectivement 151 et 152. Chaque plaque est traversée, de part et d'autre de la traverse, par des vis, respectivement 153 et 154, avec lesquelles coopèrent des écrous à tête 155 et 156.
Chacune des vis est portée par un étrier 157, respectivement 158, dont les branches 159 et 160 supportent, monté à rotation autour d'un axe horizontal, un galet à profil concave, épousant le contour de la colonne avec laquelle il coopère.
Les galets sont munis des signes de référence 161-164. En serrant les écrous 155 et 156, les galets 161 et 162 sont appliqués, contre la face de la colonne 26 tournée vers l'arrière (sur la fig. 10), et la traverse 150 vient s'appliquer contre la partie antérieure de la colonne 26; une bague en caoutchouc 165 est interposée entre l'écrou 155 et la plaque 151; par serrage des écrous analogues en regard de la colonne 27, les galets 163 et 164 sont appliqués contre la face de la colonne 27 tournée vers l'avant et la traverse 150 est appliquée sur la partie postérieure de la colonne 27.
Les vibrations transversales à la direction longitudinale générale de la machine ne peuvent donc provoquer de chocs, le montage laissant néanmoins à l'électro-aimant 30 une possibilité de déplacement vertical, propre à permettre le réglage permanent de sa position en vue du maintien de l'effort moyen à la valeur désirée.
La fig. 12 est le schéma d'un dispositif enregistreur permettant de contrôler le fonctionnement de la machine. La force électro-motrice développée dans l'enroulement 40 du capteur 39 est appliquée au premier tube 170 d'un amplificateur 171 comportant deux étages, le deuxième tube étant représenté en 173. Une contre-réaction est appliquée audit amplificateur par un conducteur 174 comportant la résistance 175 et une capacité 176. L'amplificateur est ainsi rendu très stable. La tension de sortie de l'amplificateur 171 est appliquée, par l'intermédiaire d'un potentiomètre de réglage de sensibilité 177, à un tube 178 monté en cathode follower permettant ainsi d'attaquer avec une faible impédance un étage redresseur, composé d'un tube 179 et d'un filtre 180.
Cette transformation d'impédance permet de prélever la tension continue appliquée à un enregistreur classique 181, sur un potentiomètre de faible résistance 182; on réalise ainsi une adaptation à la faible résistance d'entrée de l'enregistreur.
Un tel dispositif permet d'enregistrer l'amplitude de la composante alternée de l'effort. La considération de la courbe enregistrée permet de se rendre compte des incidents de fonctionnement de la machine. Le montage représenté sur la fig. 12 permet d'utiliser comme enregistreur 181 un enregistreur classique prévu pour l'enregistrement des températures et déjà nécessaire pour le contrôle de la température du four.
La forme d'exécution représentée à la fig. 13 comprend un socle 200 présentant des montants massifs 201, 202 entre lesquels est disposé un premier équipage 203 ou équipage principal, dans lequel est introduite l'éprouvette 204 à essayer. Cette éprouvette est montée entre un dynamomètre 205 et un ressort 206.
Ledit équipage comporte une traverse 207 destinée à être fixée entre l'éprouvette 204 et le ressort 206, qui sert à la fixation d'une extrémité 208 d'un ressort 209 dont l'axe est parallèle à celui du ressort 206 et qui fait partie d'un second équipage 210, ou équipage auxiliaire, dont la masse a été schématisée par la plaque 211, laquelle porte un moteur électrique 212 sur l'arbre 213 duquel est fixée une masse 214 non symétrique par rapport à l'axe dudit arbre, par exemple en forme de secteur, l'ensemble porté par la plaque 211 constituant ainsi un dispositif à balourd.
La fig. 15 est un diagramme sur lequel on a porté en abscisses les vitesses de rotation du moteur 212 et en ordonnées la valeur maximum de l'effort qu'exerce le second équipage sur le premier. La courbe G, représentative de cette valeur présente un maximum m pour une vitesse de rotation Vr du moteur 212 qui correspond à la fréquence propre de résonance du second équipage c'est-à-dire l'ensemble constitué par le ressort 209, la masse 211, y compris le moteur 212, le secteur ou balourd 214. Dans la partie hachurée du diagramme, juste en-dessous de la résonance, la valeur du maximum de la composante alternée de l'effort varie toujours dans le même sens en fonction de la vitesse de rotation du moteur, la courbe G présentant dans ce domaine une pente relativement forte. C'est ce domaine qui correspond aux conditions de travail que réalise la machine.
Une extrémité 215 du premier équipage est fixée à demeure au montant 201 du bâti 200, tandis que l'autre extrémité 216 est fixée à une tige filetée 217 coopérant avec un taraudage pratiqué dans le montant 202.
En un point quelconque de l'équipage oscillant principal 203, par exemple au point 222 d'attache de la traverse 207, l'effort présent résulte de la somme de l'effort appliqué par suite de la traction ou de la compression résultant de l'action du dispositif vis-écrou 217, et d'autre part, de l'effort à variation sinusoïdale développé par le dispositif à balourd.
La machine comporte deux contacts coopérants, dont l'un est réglable initialement en position, et qui sont animés respectivement du mouvement de l'extrémité 208 du ressort 209 et de l'autre extrémité 223 dudit ressort. Un desdits contacts est constitué par l'extrémité 224 (fig. 14) d'une tige conductrice 225, filetée, se terminant par un bouton 226 et coopérant avec un trou taraudé pratiqué dans la branche 227 d'un support conducteur 228 en forme d'équerre par exemple, et l'autre contact est constitué par l'extrémité 229 d'une languette élastique 230.
La languette 230 et l'équerre ou support analogue 228 font partie d'un circuit électrique 234, fermé seulement lorsque coopèrent les contacts 229 et 224, et qui comprend un enroulement 235 dont l'action sur un noyau magnétique 237 s'oppose à celle d'un enroulement de référence 236; le noyau magnétique 237 est porté par une palette 238 montée rotativement sur un axe 239. La palette 238 peut coopérer, suivant que l'enroulement 235 a sur le noyau 237 une action plus forte que l'enroulement 236, ou inversement, avec l'un ou l'autre des deux contacts 240 et 241 d'un circuit 242 comprenant un moteur électrique 243 et qui tourne dans un sens ou dans l'autre, suivant le cas, grâce à son alimentation à partir du point milieu 244 d'une résistance 245 montée en parallèle entre les bornes 246 et 247 d'une source 248 de courant continu ou redressé.
Le moteur électrique 243 entraîne, dans un sens ou dans l'autre, le curseur 249 d'un rhéostat 250 faisant partie du circuit d'excitation du moteur 212, augmentant ainsi ou diminuant la vitesse de ce dernier, suivant le cas. Cette disposition est prévue, dans des machines connues, pour la régulation de la composante alternée de l'effort.
En revanche, dans la forme d'exécution décrite, cette disposition est appliquée pour maintenir constante l'une des valeurs limites, maximum ou minimum, de l'effort supporté par l'éprouvette 204. Sur le ressort 206 et sur le ressort 209 respectivement sont choisis deux points, référencés C1 et B1, tels que la rigidité mécanique des portions de ressort qu'ils limitent, c'est-à-dire, pour le premier, de la partie de ressort comprise entre le point Cl et l'extrémité 222 du ressort 206 à laquelle est fixée la traverse 207 et, pour le second, la partie du ressort 209 comprise entre le point B1 et l'atta che 208 dudit ressort, également sur ladite traverse, aient la même rigidité mécanique.
Si, comme c'est souvent le cas, les ressorts 206 et 209 ont la même rigidité mécanique, lesdits points C1 et B1 sont avantageusement les extrémités des ressorts 206 et 209 opposées aux extrémités 222 et 208, c'est-à-dire d'une part l'extrémité 216 et d'autre part l'extrémité 223.
Si le ressort 209 présente une rigidité plus grande que le ressort 206, on choisit comme point Bj, l'extrémité 223 du ressort 209 et comme point C1 un point intermédiaire du ressort 206 correspondant à la condition mentionnée cidessus.
Si le ressort 206 a une rigidité mécanique plus grande que le ressort 209, on choisit avantageusement comme point C1 l'extrémité 216 du ressort 206 et le point B1 est un point intermédiaire du ressort 209 répondant à la condition mentionnée.
C'est aux mouvements des points C1 et B respectivement qu'on fait participer les deux contacts 224 et 229. A cet effet, l'équerre 228 et la languette 229 sont portées respectivement par les ressorts 206 et 209, par fixation aux points C et B1 définis ci-dessus.
Au cours du fonctionnement de la machine, l'éprouvette 204 est soumise à un effort qui est rep limite de l'effort résultant, permet d'appliquer directement le régulateur d'effort moyen décrit ci-dessus en référence à la fig. 3. Comme représenté en trait plein sur la fig. 13, les deux organes 251 et 252 constitutifs d'un capteur 253 sont fixés respectivement à la traverse 207 et à la masse 211. La force électro-motrice qui est engendrée par le capteur 253 est utilisée comme celle qui est recueillie dans l'enroulement 40 de la fig. 3. La tension de sortie du régulateur d'effort moyen schématisé par le rectangle 255 est appliqué par l'intermédiaire du conducteur 256 sur un moteur électrique 221 qui par l'intermédiaire d'un train d'engrenages analogue à celui de la forme d'exécution représentée en fig. l, attaque le système vis-écrou 217.
La rotation, dans un sens ou dans l'autre, du moteur 221, sous l'effet du courant électrique qui lui est appliqué par le conducteur 256, assure automatiquement la constance de l'effort moyen supporté par l'éprouvette 204.
Dans la variante représentée en trait pointillé sur la fig. 13, les deux organes 260 et 261 du capteur sont solidaires respectivement des deux extrémités 215 et 262 du dynamomètre 205.
Fatigue testing machine
The present invention relates to a fatigue testing machine, in which the test specimen is subjected to a force varying periodically between two extreme values and resulting from the addition of two components,
One continuous, the other sinusoidal alternating, and comprising a first servo-mechanism intended to keep constant one of said extreme values of said force, as well as means for adjusting the continuous component of said force.
Machines of this kind operating at high frequency are used mainly because of the relatively short duration of the tests.
It has already been proposed to perform hot tests with such a machine, using an oven surrounding the test piece. However, until now, the practice of such hot tests has not developed due to their random and imprecise nature.
In fact, in such a high-frequency machine suitable for hot tests, the heat loss conditions of the furnace are variable, firstly due to the inevitable imperfection of the regulation and then, and above all, due to the variation of the conditions under which the exchanges by convection take place in the portion of the anchoring rods of the test piece located outside the furnace. As a result of the high elastic rigidity of the entire crew, a small variation in length of the specimen and its jaws results in a relatively large variation in the average force applied to the specimen, to which corresponds twice the variation of a limit value of the total effort.
In practice, a simple current of air on the ends of the jaws located outside the furnace may be sufficient to modify the test conditions in an unacceptable manner.
Another maladjustment also occurs, apart from all considerations of heat loss from the furnace, - and therefore also concerns certain fatigue tests carried out at ordinary temperature -, during which there is a parasitic heating of the test piece due to variations in temperature. 'very stresses that it undergoes during the test.
Another factor causing parasitic variations in length consists in the creep of the specimen or of its jaws under a non-zero mean stress.
In such high-frequency machines, moreover, the high elastic rigidity of the crew risks, if it is desired to use them for hot tests, thanks to an oven surrounding the specimen, of causing a significant contraction of the part of the crew located in the oven in the event that, for some reason, power failure for example, the oven suddenly stops working. This contraction causes a tensile force which can exceed the maximum admissible load for the dynamometer, in the case where, for this load, the specimen is not broken. Such an incident, which can always occur, would then cause deterioration of the dynamometer used, which is complex and expensive.
The object of the invention is to provide a machine for fatigue testing in which the aforementioned drawbacks are avoided due to the fact that the average force retains, throughout the test, the value initially set, and that whatever the disturbing causes. occurring during the test: temperature increase of the test piece by parasitic heating, in the case of cold or hot tests; changes in the heat loss conditions of the furnace or of the mooring rods, in the case of hot tests; creep of the specimen and of its jaws in the case of hot tests, whatever the value of this elongation.
It goes without saying that in the event of incidents in the operation of the furnace, - for example a shutdown following a power failure or a breakage of a winding, - damage to components, and in particularly of the dynamometer, are made impossible because the average force is kept constant.
The machine according to the invention is characterized in that it comprises a second servo-mechanism, controlled by the amplitude of the AC component, and intended to maintain the two components of the periodic force at their value fixed at the start of the period. 'trial.
The appended drawing represents, by way of example, embodiments and variants of the machine which is the subject of the invention. In this drawing:
fig. 1 is a schematic view of a first embodiment of the machine according to the invention;
fig. 2 is a diagram;
fig. 3 is a diagram of an electromechanical device that comprises the embodiment of FIG. 1;
figs. 4, 5 and 6 are views of a measurement scale with, beside it, a representative curve, for three different conditions;
fig. 7 is a schematic view of part of a device, such as that shown in FIG. 3, of a variant;
fig. 8 is a partial sectional view of a variant of the embodiment according to FIG. 1;
fig. 9 is a sectional view of a device for anchoring the test piece, according to another variant;
fig. 10 is an elevational view of a device for holding the electromagnet of the embodiment according to FIG. 1;
fig. 11 is a copy taken along line 11-11 of FIG. 10;
fig. 12 is a diagram of a recording device;
fig. 13 is a schematic view of a second embodiment;
fig. 14 is a diagram of a device included in this embodiment;
figs. 15 to 18 are diagrams.
In the embodiment according to FIG. 1,
The test piece 20 to be tested is introduced into a unit 21 which comprises, in the known manner, a first mass 22 and a second mass 23, much larger than the mass 22, as well as a dynamometer 24. The test piece 20 is fixed to one of its ends to the mass 22 and a dynamometer 24 is interposed between the test piece 20 and the mass 23. The mass 23 rests on the ground by means of elastic means 25. On the mass 23 are mounted two columns 26 and 27 which carry an upper cross member 28. This is crossed by a threaded rod 29 which carries at its lower end an electromagnet 30 exerting its magnetic action on the mass 22. Elastic connecting means 31 are also interposed between the 'electromagnet 30 and the mass 22. Two nuts 32 and 33 cooperate with the threaded rod 29 for height adjustment.
The electromagnet 30 carries two arms which connect it with the columns 26 and 27 so as to guide it in its vertical movement by means of a device described below. The crew 21 comprises a pallet 38 of magnetic material forming part of a pick-up or sensor 39 whose winding 40 is connected by a circuit 41 to an amplifier 42 whose output is connected by a circuit 44 to the winding 45 of the electromagnet 30. A rotating mirror 46 is carried by the vibrating assembly 21.
It projects the image of a straight filament 47 supplied by an optical device 48 on a graduated scale 49. Along this graduated scale is mounted, in a sliding manner, thanks to adjustment means 50, a photosensitive cell 51 The current of the latter after passing through a pre-amplifier 51 'is then applied by a circuit 52 to the input of the amplifier 42 so as to oppose the effect of the current supplied by the circuit 41, when the current of this cell reaches or exceeds a certain value, thus setting a limit on the output current of amplifier 42.
It will be recalled that the operation of such a machine is as follows: the average force which is desired to be applied to the test piece 20 during the test is adjusted by actuating the nuts 32 and 33. The value of a limit , upper or lower, of the force is fixed by the adjustment of the position of the photosensitive cell 51.
The curve representative of the force undergone by the test piece during the test is then substantially that shown in FIG. 2, which is a diagram in which the force F is plotted on the ordinate and the time t on the abscissa.
Curve C has a sinusoidal shape, the force varying between a minimum value Fm and a maximum value FM. The adjustment using the nuts 32 or 33 makes it possible to fix the average value Fo.
The adjustment of the position of the photosensitive cell 51 makes it possible to set one of the two limit values, for example the value FM. After adjusting the nuts 32 or 33, the electromagnet 30 is made integral with the columns 26 and 27 to prevent parasitic impacts on the columns during the vibration test.
The machine further comprises a regulator device 19 capable of maintaining constant, during a test, the value of the mean force which was initially set, with a view to carrying out the test under the desired conditions.
This device is connected in the embodiment described to the sensor 39. To the coil 40 of the sensor mounted on the magnetic circuit 61 (FIG. 3), with which the pallet 38 cooperates, is connected, via a potentiometer. 62 comprising a cursor 63, the input of an amplifier 64 with stable and constant gain as a function of the frequency. The amplifier 64 is followed by a rectifier device 65 followed in turn by a direct voltage amplifier 66 then by a power amplifier 67 serving to drive, in one direction or the other, a electric motor 68 actuating the means specific to the adjustment of the average force.
The rectifier device 65 comprises a tube 69, with cathode 70 and anode 71, the output voltage of which is applied, via a filter 72, comprising a resistor 73 and the capacitors 74 and 75, to the grid 76 d 'a tube 77 forming part of the amplifier 66.
This amplifier is of the differential type, comprising a second tube 78 whose grid 79 is connected to a negative voltage standard source constituted by a battery 80. The cathodes 81 and 82 of the tubes 77 and 78 are connected to a source of negative potential and they are interconnected by means of a potentiometer 83; this potentiometer varies the gain of the stage and, consequently, the sensitivity of the system. The anodes 84 and 85 of the two tubes are connected respectively to the grids 86 and 87 of two tubes 88 and 89 making up the amplifier 67 and mounted symmetrically.
Between the anodes 90 and 91 of said tubes is mounted a voltmeter 92, as well as on the one hand the motor 68, and on the other hand a resistor 93 whose ohmic value is equal to that of the motor 68 at rest, a lever 94 cooperating with pads 95 and 96 making it possible to switch on, selectively, either the resistor 93 or the motor 68. The high voltage power supply for the amplifier 67 is supplied via a conductor 97 in which is interposed a contact 98 controlled by the armature of a relay 99, the winding 100 of which forms part of the output circuit of a tube 101 whose grid 102 is connected by a conductor 103 to the anode 71.
The operation is as follows: the device is initially adjusted so that, the machine being in operation under the desired conditions, that is to say in particular when the average force undergone by the part has the desired value, there is no no potential imbalance between the output circuits of the tubes 88 and 89. To ensure this adjustment, it suffices, after starting the machine and after having brought the lever 94 to the pin 95, to operate the cursor if necessary. 63 until voltmeter 92 provides zero indication. Once this result has been achieved, the lever 94 is brought to the pad 96. The ohmic resistance of the motor 68 when stopped being identical to that of the resistor 93, at the time of this switching, no current circulates in the motor 68.
This is so as long as the average force undergone by the part or the test piece maintains the desired pre-set value. Fig. 4 illustrates this desired operating condition of the machine. The scale 49 shows an illuminated area 104, the middle 105 of which corresponds to the value of the desired mean effort, the upper limit 106 to the minimum value of the effort and the lower limit 107 to the maximum value of the effort.
When, for any reason, the mean value of the force varies, the amplitude of the sinusoidal curve C, representative of the force, varies in correspondence given that one of the limit values is constant. In the case where this mean value decreases (fig. 5), the amplitude becomes smaller and, in the case where this mean value increases (fig. 6), the amplitude becomes larger. The variations in the amplitude of the electrical oscillations generated in the winding 40 thus characterize the variations in the value of the mean force, with, moreover, an amplification equal to two.
In either case, the potentials of gates 76 and 79, which were equal when the average stress was at the desired value as a result of the initial adjustment, become unequal, with the potential of gate 76 becoming larger or smaller. than that, constant, of the grid 79, depending on whether the average force takes a value greater or less than that which is desired.
This results in an imbalance between the tubes 88 and 89 and the passage of a current in one direction or the other in the motor 68, which thus causes actuation of means for adjusting the position of the nut 32 or 33 suitable for reducing the average effort to its desired value.
The motor 68 is a direct current, low inertia, two-way motor, connected directly between the anodes 90 and 91, as shown in FIG. 3; the speed of correction is then substantially proportional to the imbalance. Said motor drives directly a speed reducer 105 (FIG. 1), the output shaft 106 of which carries pinions, 107 and 108 respectively, in engagement with toothed wheels 109 and 110 integral with nuts 32 and 33. The gear ratio is chosen to ensure a good correction while avoiding the phenomenon called pumping which occurs when the corrections are excessive so that at each imbalance is substituted an imbalance in the opposite direction which requires a new correction.
As a variant, it is also possible to add to the motor 68 an electric motor superimposing a constant torque greater than the torques to be transmitted, with a view to avoiding the effect of play.
The motor 68 can also, as a variant (FIG. 7) drive a bar 111 working in torsion, on which the cursor 112 of a rheostat 113 comprising a resistor 114, the ends 115 and 116 are connected to the poles of. a direct current source, the drive motor itself 117 being electrically connected on the one hand to the cursor 112, on the other hand to the midpoint 118 of the resistor 114.
According to another variant, the motor mounted between the output circuits of the tubes 88 and 89 drives a relay with three positions corresponding respectively to the stop, the forward or the reverse of another conventional electric motor.
During the entire operation of the machine, the grid 102 of the tube 101 is brought, by its connection to the plate 71, to a negative potential such that said tube is blocked. If, for some reason, the machine stops working, amplifier 64 no longer receives input oscillations and the potential of plate 71 becomes zero; the tube 101 is then released and the winding 100 attracts its frame 98, which cuts off the power supply to the tubes 88 and 89 of the power amplifier, the motor 68 thus becoming de-energized.
The variant shown in FIG. 8 is arranged so that the test piece can be mounted by means of an elastic device having a rigidity much lower than the normal rigidity beyond a certain maximum value of the force likely to occur during d 'A try. By this assembly, the specimen is attached to the machine as rigidly as by a conventional fastener as long as it is left under the conditions of the test.
If for any reason, the force exceeds the value that we have set, the elastic device provided allows either to maintain constant the value of the force, thus replacing the complex and expensive system of the photoelectric cell , or to protect the machine, including the test piece and the dynamometer, against excessive forces exceeding the maximum force and likely to cause damage. In this variant, the jaw or mooring rod 120
of the specimen ends with a bloom
ment 121, cylindrical, slidably mounted
in a corresponding accommodation 122 practiced
in a socket 123. The latter has a
shoulder 124 suitable for cooperating with the em
annular base of the outflow 121. The
the height of the housing 122 is advantageously
greater than that of said development.
The
socket 123 has an appendix 125, moreover
small diameter, through which it is introduced into
a corresponding circular orifice 126 of a
plate 127, against which the socket rests
thus by its annular base 128. The sleeve
123 is surmounted by the mass 22, which is crossed with a certain clearance, thanks to chimneys 129 which it presents, by rods 130.
Said rods have their threaded ends. Their lower end passes through plate 127. Nuts 131, cooperating with said extremities, form a stop with respect to said plate. Between the upper face 132 of the plate 22 and the washers 133 threaded onto the rods 130 are arranged springs 134. Nuts 135 cooperating with the upper ends 136 of the rods 130 cover the washers 133.
The tension of the springs 134 is adjusted, thanks to the nuts 135, so that the total force with which the mass 22 is applied against the sleeve 123 is very slightly less than the maximum admissible force for the dynamometer. As long as the force is less than this value, the machine operates in a normal manner, the springs 134 being outside the vibrating system. But if the maximum force exceeds the value that the bush 123 has fixed for itself relative to the mass 22, the springs 134 crashing; their rigidity is such that they are able to absorb all the contraction that the machine may impose on them without at any time the force on the dynamometer exceeding the maximum admissible load.
This device, shown in its embodiment suitable for tensile tests, also provides protection against inadvertent compression, for example by expansion of the test piece following an incident in the operation of the furnace. In this case, the outlet 121 moves freely in the housing 122, of greater height. In addition, the sliding of the swelling 121 in the housing 122 allows the convenient assembly or disassembly of the specimen without actuating the upper nuts 32 or 33.
In the variant according to FIG. 9, the test piece 20 is fixed by jaws 140 and 141 constituting the end of mooring rods 142 and 143.
These are relatively very long because of the need to adopt a long oven in order to obtain a correct temperature for the test piece 20 housed in the oven 144. Said anchoring rods having thinned areas, outside the furnace, as shown in 145 and 146, which, on the one hand, keep the heat losses of the furnace to a low value due to their narrowness and, on the other hand, constitute kinds of elastic ball joints which eliminate parasitic stresses that would be exerted on the specimen if the anchoring rods were not aligned correctly.
In the wall 147 of the furnace, a transverse channel 148 is made making it possible to observe the test piece in its section of maximum stress, with an optical pyrometer with disappearance of the filament, and thus to determine the temperature of the test piece.
Figs. 10 and 11 show the device of the machine according to FIG. 1 by means of which the electromagnet 30 is constantly maintained by the columns such as 26 and 27, so as to avoid shocks, while being able to move vertically so as to keep at all times, the average force , the desired value as described above.
The device shown comprises means for transmitting to the frame the vibration components that are not parallel to the general axis while allowing movement along said axis by means of rolling members arranged for this purpose. To this end, a cross member 150, to which the electromagnet 30 is integral, carries, towards its ends, facing the columns 26 and 27, plates 151 and 152 respectively. Each plate is traversed on either side. of the cross member, by screws, respectively 153 and 154, with which head nuts 155 and 156 cooperate.
Each of the screws is carried by a caliper 157, 158 respectively, the branches 159 and 160 of which support, mounted to rotate about a horizontal axis, a roller with a concave profile, matching the outline of the column with which it cooperates.
The rollers are provided with the reference marks 161-164. By tightening the nuts 155 and 156, the rollers 161 and 162 are applied against the face of the column 26 turned towards the rear (in fig. 10), and the cross member 150 comes to rest against the front part of the column 26; a rubber ring 165 is interposed between the nut 155 and the plate 151; by tightening similar nuts facing the column 27, the rollers 163 and 164 are applied against the face of the column 27 facing forward and the cross member 150 is applied to the rear part of the column 27.
The vibrations transverse to the general longitudinal direction of the machine cannot therefore cause shocks, the assembly nevertheless leaving the electromagnet 30 a possibility of vertical displacement, suitable for allowing the permanent adjustment of its position with a view to maintaining the position. 'average effort at the desired value.
Fig. 12 is the diagram of a recording device making it possible to control the operation of the machine. The electro-motive force developed in the winding 40 of the sensor 39 is applied to the first tube 170 of an amplifier 171 comprising two stages, the second tube being shown at 173. A feedback is applied to said amplifier by a conductor 174 comprising resistor 175 and a capacitor 176. The amplifier is thus made very stable. The output voltage of amplifier 171 is applied, via a sensitivity adjustment potentiometer 177, to a tube 178 mounted as a follower cathode, thus making it possible to attack with a low impedance a rectifier stage, composed of a tube 179 and a filter 180.
This impedance transformation makes it possible to take the direct voltage applied to a conventional recorder 181, on a low resistance potentiometer 182; an adaptation is thus made to the low input resistance of the recorder.
Such a device makes it possible to record the amplitude of the alternating component of the force. Consideration of the recorded curve makes it possible to take into account the machine operating faults. The assembly shown in FIG. 12 makes it possible to use as recorder 181 a conventional recorder provided for recording temperatures and already necessary for monitoring the temperature of the oven.
The embodiment shown in FIG. 13 comprises a base 200 having massive uprights 201, 202 between which is disposed a first crew 203 or main crew, in which is introduced the test piece 204 to be tested. This test piece is mounted between a dynamometer 205 and a spring 206.
Said assembly comprises a cross member 207 intended to be fixed between the test piece 204 and the spring 206, which is used for fixing one end 208 of a spring 209 whose axis is parallel to that of the spring 206 and which forms part of a second crew 210, or auxiliary crew, the mass of which has been shown schematically by the plate 211, which carries an electric motor 212 on the shaft 213 of which is fixed a mass 214 which is not symmetrical with respect to the axis of said shaft, for example in the form of a sector, the assembly carried by the plate 211 thus constituting an unbalance device.
Fig. 15 is a diagram on which the rotational speeds of engine 212 have been plotted on the abscissa and the maximum value of the force exerted by the second crew on the first on the ordinate. The curve G, representative of this value has a maximum m for a speed of rotation Vr of the motor 212 which corresponds to the natural resonant frequency of the second crew, that is to say the assembly formed by the spring 209, the mass 211, including the motor 212, the sector or unbalance 214. In the hatched part of the diagram, just below the resonance, the value of the maximum of the alternating component of the force always varies in the same direction as a function of the speed of rotation of the engine, the curve G exhibiting a relatively steep slope in this area. It is this area which corresponds to the working conditions performed by the machine.
One end 215 of the first assembly is permanently fixed to the upright 201 of the frame 200, while the other end 216 is fixed to a threaded rod 217 cooperating with an internal thread formed in the upright 202.
At any point of the main oscillating assembly 203, for example at the point 222 of attachment of the cross member 207, the force present results from the sum of the force applied as a result of the traction or the compression resulting from the action of the screw-nut device 217, and on the other hand, of the sinusoidal variation force developed by the unbalance device.
The machine comprises two cooperating contacts, one of which is initially adjustable in position, and which are respectively driven by the movement of the end 208 of the spring 209 and of the other end 223 of said spring. One of said contacts is formed by the end 224 (fig. 14) of a conductive rod 225, threaded, terminating in a button 226 and cooperating with a threaded hole made in the branch 227 of a conductive support 228 in the form of d. 'square for example, and the other contact is formed by the end 229 of an elastic tongue 230.
The tongue 230 and the bracket or similar support 228 form part of an electrical circuit 234, closed only when the contacts 229 and 224 cooperate, and which comprises a winding 235 whose action on a magnetic core 237 opposes that a reference winding 236; the magnetic core 237 is carried by a pallet 238 rotatably mounted on an axis 239. The pallet 238 can cooperate, depending on whether the winding 235 has on the core 237 a stronger action than the winding 236, or vice versa, with the one or the other of the two contacts 240 and 241 of a circuit 242 comprising an electric motor 243 and which rotates in one direction or the other, as the case may be, thanks to its power supply from the midpoint 244 of a resistor 245 mounted in parallel between the terminals 246 and 247 of a source 248 of direct or rectified current.
The electric motor 243 drives, in one direction or the other, the cursor 249 of a rheostat 250 forming part of the excitation circuit of the motor 212, thus increasing or decreasing the speed of the latter, as the case may be. This arrangement is provided, in known machines, for the regulation of the alternating component of the force.
On the other hand, in the embodiment described, this arrangement is applied to keep constant one of the limit values, maximum or minimum, of the force supported by the test piece 204. On the spring 206 and on the spring 209 respectively are chosen two points, referenced C1 and B1, such as the mechanical rigidity of the portions of the spring that they limit, that is to say, for the first, of the part of the spring between the point Cl and the end 222 of the spring 206 to which the cross member 207 is fixed and, for the second, the part of the spring 209 between point B1 and the attachment 208 of said spring, also on said cross member, have the same mechanical rigidity.
If, as is often the case, the springs 206 and 209 have the same mechanical rigidity, said points C1 and B1 are advantageously the ends of the springs 206 and 209 opposite the ends 222 and 208, that is to say d 'on the one hand the end 216 and on the other hand the end 223.
If the spring 209 has a greater rigidity than the spring 206, one chooses as point Bj, the end 223 of the spring 209 and as point C1 an intermediate point of the spring 206 corresponding to the condition mentioned above.
If the spring 206 has greater mechanical rigidity than the spring 209, the end 216 of the spring 206 is advantageously chosen as point C1 and the point B1 is an intermediate point of the spring 209 meeting the mentioned condition.
It is in the movements of points C1 and B respectively that the two contacts 224 and 229 are made to participate. For this purpose, the square 228 and the tongue 229 are carried respectively by the springs 206 and 209, by fixing to the points C and B1 defined above.
During the operation of the machine, the test piece 204 is subjected to a force which is the limit of the resulting force, making it possible to directly apply the average force regulator described above with reference to FIG. 3. As shown in solid lines in FIG. 13, the two components 251 and 252 constituting a sensor 253 are respectively fixed to the cross member 207 and to the mass 211. The electro-motive force which is generated by the sensor 253 is used as that which is collected in the winding 40 of fig. 3. The output voltage of the average force regulator shown schematically by the rectangle 255 is applied via the conductor 256 on an electric motor 221 which via a gear train similar to that of the form d execution shown in FIG. l, attacks the screw-nut system 217.
The rotation, in one direction or the other, of the motor 221, under the effect of the electric current which is applied to it by the conductor 256, automatically ensures the constancy of the average force supported by the test piece 204.
In the variant shown in dotted lines in FIG. 13, the two members 260 and 261 of the sensor are respectively secured to the two ends 215 and 262 of the dynamometer 205.