CH329426A - Machine d'essais par fatigue - Google Patents

Machine d'essais par fatigue

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CH329426A
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Pierre Lanusse Charles
Vidal Georges
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Nat D Etudes Et De Rech Aerona
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Description


  
 



  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.
  

Claims (1)

  1. REVENDICATION Nl',chiue 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 l'une continue, l'autre alternative sinusoïdale, et comportant un premier servomécanisme destiné à maintenir constante l'une desdites valeurs extremes dudit effort, ainsi que des moyens pour régler la composante continue dudit effort, caractérisée en ce qu'elle comporte Liii 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.
    SOUS-REVENDICATIONS: 1. Machine selon la revendication, caractérisée en ce que le second servo-mécanisme commande les moyens de réglage de la composante continue de l'effort.
    2. Machine selon la revendication et la sousrevendication 1, caractérisée en ce que le second servo-mécanisme commande le déplacement d'un équipage de moyens élastiques sollicitant l'éprou- vette.
    3. Machine selon la revendication et les sousrevendications 1 et 2, caractérisée en ce que le second servo-mécanisme est commandé par la force électro-motrice induite dans un capteur dont les éléments mobiles l'un par rapport à l'autre ont des déplacements proportionnels aux variations de l'effort subi par l'éprouvette.
    4. Machine selon la revendication et les sousrevendications 1 à 3, caractérisée en ce que le second servo-mécanisme est commandé à partir d'une fraction de ladite force électromotrice prélevée par un dispositif potentiométrique.
    5. Machine selon la revendication et les sousrevendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour comparer ladite force électro-motrice à une force électromotrice constante la différence résultant de la comparaison constituant le facteur de commande d'un moteur entraînant le déplacement de l'équipage.
    6. Machine selon la revendication et les sousrevendications 1 à 3, caractérisée en êe que le second servo-mécanisme est rendu inopérant lorsque la force électro-motrice disparaît.
    7. Machine selon la revendication et les sousrevendications 1 à 3, caractérisée par un dispositif pour l'enregistrement de la force électromotrice induite dans le capteur.
    8. Machine selon la revendication et les sousrevendications l à 3, caractérisée en ce que le premier servo-mécanisme est également commandé en fonction de la force électro-motrice fournie par le capteur.
    9. Machine selon la revendication, caractérisée en ce qu'elle comporte un électro-aimant pour l'entretien des efforts alternés sur l'éprouvette et monté à coulissement sur des colonnes faisant partie du bâti de la machine.
    10. Machine selon la revendication et la sousrevendication 9, caractérisée en ce que le guidage du mouvement de l'électro-aimant par les colonnes a lieu par l'intermédiaire de galets appliqués sous pression contre celles-ci.
    11. Machine selon la revendication, caractérisée en ce que les efforts alternatifs sont ajoutés à l'effort continu par un équipage auxiliaire vibrant comportant une masse et un ressort dont le mouvement est entretenu par un dispositif à balourd ledit mouvement étant communiqué à un équipage principal dans lequel l'éprouvette est destinée à être montée.
    12. Machine selon la revendication et la sousrevendication 11, caractérisée en ce que ledit premier servo-mécanisme agit sur l'amplitude de l'effort alternatif.
    13. Machine selon la revendication et la sousrevendication 11, caractérisée en ce qu'elle comprend des contacts coopérants et susceptibles d'être animés respectivement des mouvements d'un point du ressort de l'équipage principal et d'un point du ressort de l'équipage auxiliaire vibrant qui délimitent sur lesdits ressorts des portions d'égale rigidité mécanique.
    14. Machine selon la revendication et les sous-revendications 3 et 11, caractérisée en ce que les éléments du capteur sont fixés aux extrémités du ressort de l'équipage auxiliaire vibrant.
    15. Machine selon la revendication et les sous-revendications 3 et 11, caractérisée en ce que les éléments du capteur sont fixés aux extrémités d'un dynamomètre faisant partie de l'équipage principal.
    16. Machine selon la revendication, caractérisée en ce que l'éprouvette est appliquée contre une de ses attaches par l'intermédiaire de moyens élastiques bandés de manière à ne se déformer que lorsque les efforts qui s'exercent dans le sens axial dépassent une valeur prédéterminée.
    17. Machine selon la revendication et les sous-revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'entre l'équipage et l'éprouvette sont interposés des moyens élastiques intervenant seulement pour une contraction de l'éprouvette dépassant une valeur prédéterminée.
    18. Machine selon la revendication et la sousrevendication 9, caractérisée en ce que les moyens pour l'entraînement de l'éprouvette par action de l'électro-aimant sont tels qu'ils ne sont effectifs que pour un seul sens de cet entraînement.
    19. Machine selon la revendication, caractérisée en ce qu'elle comporte des tiges d'amarrage par l'intermédiaire desquelles l'éprouvette est montée à l'intérieur d'un four.
    20. Machine selon la revendication et la sousrevendication 19, caractérisée en ce qu'à l'extérieur du four chacune des tiges d'amarrage présente une partie de section plus faible que celle de la partie à l'intérieur du four.
    21. Machine selon la revendication et les sous-revendications 19 et 20, caractérisée en ce qu'à l'extérieur du four les tiges d'amarrage ont un profil longitudinal biconcave.
    22. Machine selon la revendication, caractérisée en ce qu'elle comporte un four pour le chauffage de l'éprouvette et qui présente une lumière en regard de la position que ladite éprouvette est destinée à occuper pendant l'essai, en vue de déterminer la température de cette dernière par des moyens optiques.
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