FR2608632A1

FR2608632A1 - Process for producing a reversible deformation of at least one pair of solid bodies made of pseudoelastic or shape-memorising material by application of a differential temperature gradient and device for implementing this process

Info

Publication number: FR2608632A1
Application number: FR8618243A
Authority: FR
Inventors: Serge Dominiak; Andre Eberhardt; Marcel Berveiller
Original assignee: Universite Paul Verlaine-Metz
Current assignee: Universite Paul Verlaine-Metz
Priority date: 1986-12-23
Filing date: 1986-12-23
Publication date: 1988-06-24

Abstract

Process for producing a reversible deformation of at least one pair of solid bodies made of pseudoelastic or shape-memorising material by the application of a differential temperature gradient and a device for implementing this process. Process characterised in that it consists in prestressing the bodies 1 to promote the martensitic transformation in certain directions, so that the internal prestresses of a body 1 are identical but in opposition in relation to those of the other body 1 of one pair of bodies 1, and in then inducing the said martensitic transformation by a differential temperature gradient imposed between the bodies 1 of at least one pair of bodies 1, the thermal heating of one body 1 resulting in a decrease in the quantity of martensite and the cooling of one body 1 resulting in an increase in the quantity of martensite, the temperature of the ambient environment TA being higher than the temperature of onset of martensitic transformation MS.

Description

La présente invention a pour objet un procédé de réalisation d'une déformation réversible d'au moins une paire de corps solides en matériau pseudo-élastique ou à mémoire de forme par application d'un gradient thermique différentiel et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé en vue, notamment, soit de mettre en mouvement un autre corps1 soit d'engendrer des efforts sur un autre corps. The subject of the present invention is a method for producing a reversible deformation of at least one pair of solid bodies made of pseudo-elastic material or with shape memory by application of a differential thermal gradient and a device for carrying it out. of this process with a view, in particular, either to setting in motion another body1 or to generating forces on another body.

Actuellement, les dispositifs mettant en oeuvre des éléments en matériau pseudo-élastique ou à mémoire de forme, soit pour générer un mouvement, soit pour engendrer des contraintes, obtiennent ce résultat, soit par l'utilisation simultanée de matériaux pseudo-élastiques et de matériaux élastiques classiques, soit par l'emploi de matériaux à mémoire de forme double. Dans les deux cas, le mouvement ou la contrainte est obtenu par une variation de la température de l'ensemble du dispositif. Cette dernière caractéristique nécessite donc lors de l'utilisation de tels dispositifs, une maîtrise de la température.Aucun procédé ni dispositif actuel ne-permet, par conséquent, la réalisation et le contrôle d'une déformation réversible de corps solides en matériau pseudoélastique ou à mémoire de forme par application d'un gradient thermique différentiel entre les corps eux-mêmes, tout en restant totalement insensible à une variation thermique identique et simultanée des corps, par exemple lors d'une variation thermique du milieu ambiant. Currently, devices using elements of pseudo-elastic material or shape memory, either to generate a movement or to generate stresses, obtain this result, or by the simultaneous use of pseudo-elastic materials and materials classic elastic, either by the use of double shape memory materials. In both cases, the movement or the stress is obtained by varying the temperature of the entire device. This last characteristic therefore requires temperature control during the use of such devices. No current process or device therefore does not allow the realization and control of a reversible deformation of solid bodies made of pseudoelastic material or shape memory by application of a differential thermal gradient between the bodies themselves, while remaining completely insensitive to an identical and simultaneous thermal variation of the bodies, for example during a thermal variation of the ambient medium.

La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. The present invention aims to overcome these drawbacks.

Elle a, en effet, pour objet un procédé de réalisation d'une déformation réversible d'au moins une paire de corps solides, symétriques par rapport à un axe ou à un plan, concentriques ou coaxiaux, en matériau pseudo-élastique ou à mémoire de forme, caractérisé en ce qu'il consiste à précontraindre les corps pour favoriser la transformation martensitique dans certaines directions, de telle manière que les précontraintes internes d'un corps soient identiques, mais en opposition, par rapport à celles de l'autre corps d'une paire de corps, puis à provoquer ladite transformation martensitique par un gradient thermique différentiel imposé entre les corps d'au moins une paire de corps, l'échauffement thermique du corps entraînant une diminution de la quantité de martensite et le refroidissement d'un corps entrainant une augmentation de la quantité de martensite, la température du milieu ambiant étant supérieure à la température de début de transformation martensitique Ms
Ce procédé sera notamment utilisé pour mettre en mouvement des objets quelconques dans différentes directions afin d'obtenir des déplacements dans le plan ou dans l'espace, à partir de la déformation obtenue de la ou des paires de corps, indépendamment des variations thermiques identiques et simultanées de cette ou de ces paires de corps. Ce procédé pourra aussi avoir d'autres applications, telles que par exemple la mise sous contrainte d'un autre corps.It relates, in fact, to a process for producing a reversible deformation of at least one pair of solid bodies, symmetrical with respect to an axis or to a plane, concentric or coaxial, made of pseudo-elastic or memory material shaped, characterized in that it consists in prestressing the bodies to favor the martensitic transformation in certain directions, in such a way that the internal prestresses of a body are identical, but in opposition, compared to those of the other body of a pair of bodies, and then to cause said martensitic transformation by an imposed differential thermal gradient between the bodies of at least one pair of bodies, the thermal heating of the body causing a decrease in the amount of martensite and the cooling of a body causing an increase in the amount of martensite, the temperature of the ambient medium being higher than the temperature at the start of martensitic transformation Ms
This method will be used in particular to set in motion any objects in different directions in order to obtain displacements in the plane or in space, starting from the deformation obtained from the pair or pairs of bodies, independently of identical thermal variations and of this or these body pairs. This process could also have other applications, such as for example the stressing of another body.

L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue de face d'un dispositif à lames selon un premier mode de réalisation de l'invention, à l'état initial la figure 2 est une vue de face du dispositif à lames selon la figure 1, à l'état précontraint la figure 3 est une vue de face du dispositif à lames selon la figure 2, dont une lame est chauffée à une température T la figure 4 est une vue de face du dispositif à lames selon la figure 2, dont une lame est refroidie à une température T la figure 5 est une représentation de la courbe du déplacement angulaire des deux lames du dispositif conforme à l'invention, en fonction de leur écart de température T = T - To;; la figure 6 est une vue de face d'un dispositif à ressorts montés en spirale selon un second mode de réalisation de l'invention, à l'état initial et à l'état précontraint la figure 7 est une vue de gauche du dispositif à ressorts montés en spirale selon la figure 6, à l'état initial la figure 8 est une vue en plan d'un dispositif à quatre ressorts, coaxiaux deux à deux, à l'état précontraint, selon un troisième mode de réalisation de l'invention ; la figure 9 est une vue en plan du dispositif selon la figure 8, dont un ressort est chauffé à une température T la figure 10 est une vue en perspective d'un dispositif à barres selon un quatrième mode de réalisation de l'invention, à l'état initial la figure 11 est une vue en perspective du dispositif selon la figure 10, à l'état précontraint, dont une barre est chauffée à une température T la figure 12 est une représentation du déplacement angulaire des deux barres du dispositif conforme à l'invention, en fonction de leur écart de température T = T - To ; la figure 13 est une vue de face d'un dispositif à tubes concentriques à l'état initial, selon un cinquième mode de réalisation de l'invention ; la figure 14 est une vue de gauche du dispositif à tubes concentriques selon la figure 13, à l'état initial la figure 15 est une vue de gauche du dispositif à tubes concentriques selon la figure 14, à l'état précontraint la figure 16 est une vue de gauche du dispositif à tubes concentriques selon la figure 15, dont le tube extérieur est chauffé à une température T, et la figure 17 est une vue de gauche du dispositif à tubes concentriques selon la figure 15, dont le tube extérieur est refroidi à une température T. The invention will be better understood thanks to the description below, which relates to preferred embodiments, given by way of nonlimiting examples, and explained with reference to the appended schematic drawings, in which FIG. 1 is a view front view of a blade device according to a first embodiment of the invention, in the initial state FIG. 2 is a front view of the blade device according to FIG. 1, in the prestressed state FIG. 3 is a front view of the blade device according to Figure 2, of which a blade is heated to a temperature T Figure 4 is a front view of the blade device according to Figure 2, of which a blade is cooled to a temperature T Figure 5 is a representation of the curve of the angular displacement of the two blades of the device according to the invention, as a function of their temperature difference T = T - To; FIG. 6 is a front view of a device with springs mounted in a spiral according to a second embodiment of the invention, in the initial state and in the prestressed state. FIG. 7 is a view from the left of the device to springs mounted in a spiral according to FIG. 6, in the initial state FIG. 8 is a plan view of a device with four springs, coaxial two by two, in the prestressed state, according to a third embodiment of the invention; FIG. 9 is a plan view of the device according to FIG. 8, a spring of which is heated to a temperature T FIG. 10 is a perspective view of a bar device according to a fourth embodiment of the invention, with the initial state FIG. 11 is a perspective view of the device according to FIG. 10, in the prestressed state, one bar of which is heated to a temperature T FIG. 12 is a representation of the angular displacement of the two bars of the device according to the invention, as a function of their temperature difference T = T - To; FIG. 13 is a front view of a device with concentric tubes in the initial state, according to a fifth embodiment of the invention; Figure 14 is a left view of the concentric tube device according to Figure 13, in the initial state Figure 15 is a left view of the concentric tube device according to Figure 14, in the prestressed state Figure 16 is a left view of the concentric tube device according to FIG. 15, the outer tube of which is heated to a temperature T, and FIG. 17 is a left view of the concentric tube device according to FIG. 15, the outer tube of which is cooled at a temperature T.

Conformément à l'invention, le procédé de réalisation d'une déformation réversible consiste à précontraindre les corps 1 pour favoriser la transformation martensitique dans certaines directions, de telle manière que les précontraintes internes d'un corps 1 soient identiques, mais en opposition, par rapport à celles de l'autre, corps 1 d'une paire de corps 1, puis à provoquer ladite transformation martensitique par un gradient thermique différentiel imposé entre les corps 1 d'au moins une paire de corps 1, l'échauffement thermique d'un corps 1 entraînant une diminution de la quantité de martensite et le refroidissement d'un corps 1 entrainant une augmentation de la quantité de martensite, la température du milieu ambiant T A étant supérieure à la température de début de transformation martensitique Ms
Pour obtenir une déformation, par exemple de deux corps 1 montés symétriquement par rapport à un axe ou à un plan, en matériau pseudo-élastique ou à mémoire de forme, il est donc nécessaire d'appliquer une précontrainte sur chacun des corps 1, ces deux précontraintes étant en opposition l'une par rapport à l'autre et d'intensité égale. Les corps 1 précontraints sont alors en équilibre et leur position parfaitement insensible à toute variation de la température du milieu ambiant, donc à toute variation de température simultanée, de même intensité, appliquée sur chacun des deux corps 1. Bien entendu, les contraintes varient dans chaque corps 1 lors d'une variation simultanée et identique de la température de chaque corps 1, mais les corps 1 restent stables et immobiles.According to the invention, the method of producing a reversible deformation consists in prestressing the bodies 1 to promote the martensitic transformation in certain directions, in such a way that the internal prestresses of a body 1 are identical, but in opposition, by compared to those of the other, body 1 of a pair of bodies 1, then to cause said martensitic transformation by a differential thermal gradient imposed between the bodies 1 of at least one pair of bodies 1, the thermal heating of a body 1 causing a decrease in the amount of martensite and the cooling of a body 1 causing an increase in the amount of martensite, the temperature of the ambient medium TA being higher than the temperature at the start of martensitic transformation Ms
To obtain a deformation, for example of two bodies 1 mounted symmetrically with respect to an axis or a plane, made of pseudo-elastic material or with shape memory, it is therefore necessary to apply a preload on each of the bodies 1, these two preloads being in opposition to each other and of equal intensity. The prestressed bodies 1 are then in equilibrium and their position perfectly insensitive to any variation in the temperature of the ambient medium, therefore to any simultaneous temperature variation, of the same intensity, applied to each of the two bodies 1. Of course, the stresses vary in each body 1 during a simultaneous and identical variation in the temperature of each body 1, but the bodies 1 remain stable and immobile.

Puis, on applique un gradient thermique T entre les deux corps I, c'est-à-dire que l'un des corps 1 est chauffé ou refroidi par rapport à l'autre, ou que l'un est chauffé et l'autre refroidi. L'ensemble des deux corps 1 se déplace alors. Un corps 1 refroidi se déplacera en s'éloignant de son état initial non précontraint, donc se déformera davantage, alors qu'un corps 1 chauffé se déplacera en direction de son état initial non précontraint.Then, a thermal gradient T is applied between the two bodies I, that is to say that one of the bodies 1 is heated or cooled with respect to the other, or that one is heated and the other cooled. The assembly of the two bodies 1 then moves. A cooled body 1 will move away from its initial non-prestressed state, and will therefore deform more, while a heated body 1 will move towards its initial non-prestressed state.

Le procédé conforme à l'invention permet, par conséquent, de commander des déplacements d'au moins une paire de corps 1 en matériau pseudo-élastique ou à mémoire de forme montés de façon symétrique et précontraint en opposition, en appliquant sur l'un d'eux une variation de température diffé rentielle h T par tout moyen connu tel qu'une flamme, une résistance électrique, un fluide chauffé caloporteur ou encore un frigistor. Ces déplacements permettent eux-mêmes, comme déjà indiqué précédemment, soit de mettre en mouvement un autre corps, soit, s'ils sont contrés, d'engendrer des contraintes dans un autre corps. The method according to the invention therefore makes it possible to control displacements of at least one pair of bodies 1 made of pseudo-elastic material or with shape memory mounted symmetrically and prestressed in opposition, by applying to one from them a difference in differential temperature h T by any known means such as a flame, an electrical resistance, a heated coolant or a frigistor. These displacements themselves allow, as already indicated above, either to set in motion another body, or, if they are countered, to generate stresses in another body.

L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, principalement constitué par au moins un support 3 sur lequel est fixé par l'une de ses extrémités 1', chaque corps 1 d'une paire de corps 1, et par un moyen de liaison 4 permettant de maintenir chaque paire de corps 1 dans un état de précontraintes internes, celles d'un corps 1 étant identiques et en opposition par rapport à celles de l'autre corps 1 dtune paire de corps 1. The subject of the invention is also a device for implementing the method, mainly consisting of at least one support 3 on which is fixed by one of its ends 1 ′, each body 1 of a pair of bodies 1, and by a connecting means 4 making it possible to maintain each pair of bodies 1 in a state of internal prestresses, those of one body 1 being identical and in opposition with respect to those of the other body 1 of a pair of bodies 1.

Selon un premier mode de réalisation, les corps 1 sont sous forme d'une paire de lames identiques montées symétriquement sur le support 3, de part et d'autre du plan de symétrie vertical 5 de l'ensemble qu'elles forment, et maintenues à l'état précontraint en opposition par un fil rigide 4 les rendant solidaires l'une de l'autre. According to a first embodiment, the bodies 1 are in the form of a pair of identical blades mounted symmetrically on the support 3, on either side of the vertical plane of symmetry 5 of the assembly which they form, and maintained in the pre-stressed state in opposition by a rigid wire 4 making them integral with one another.

Les deux lames 1 identiques sont découpées à chaud et trempées. Elles sont recourbées chacune d'un angle de 180 à l'état initial, insérées dans le support 3 sous la forme d'un étrier, isolées électriquement du support 3 par un isolant 2 (figure 1). Bien entendu, le moyen de chauffage et/ou de refroidissement 7 pourra être directement inséré entre les deux lames 1 à l'intérieur de l'étrier 3. Les lames 1 sont précontraintes en opposition à l'aide d'un fil rigide 4 disposé à l'extrémité 1" de chaque lame 1 et qui les rend rectilignes, en équilibre (figure 2). Quelle que soit la variation de température extérieure, les deux lames 1 exercent l'une sur l'autre le même effort, d'où une insensibilité à toute variation de la température ambiante. The two identical blades 1 are hot cut and hardened. They are each bent at an angle of 180 in the initial state, inserted into the support 3 in the form of a stirrup, electrically isolated from the support 3 by an insulator 2 (FIG. 1). Of course, the heating and / or cooling means 7 can be directly inserted between the two blades 1 inside the stirrup 3. The blades 1 are prestressed in opposition using a rigid wire 4 disposed at the 1 "end of each blade 1 and which makes them rectilinear, in equilibrium (FIG. 2). Whatever the variation in outside temperature, the two blades 1 exert the same force on each other, where an insensitivity to any variation of the ambient temperature.

Lorsqu'une variation différentielle de température T entre les deux lames 1 intervient, il se produit dans chaque lame 1 une transformation de phase et elles se déplacent, la lame 1 la plus froide en sens contraire de son état initial et la lame 1 la plus chaude dans le sens de son état initial. A titre d'exemple, la figure 3 représente la position des lames 1 et du fil rigide 4 lorsque la lame 1 de droite est plus chaude que la lame 1 de gauche, et la figure 4 représente la position des lames 1 et du fil rigide 4 lorsque la lame 1 de droite est plus froide que la lame 1 de gauche. When a differential temperature variation T between the two blades 1 occurs, there is a phase transformation in each blade 1 and they move, the blade 1 the coldest in the opposite direction from its initial state and the blade 1 the most hot in the sense of its initial state. By way of example, FIG. 3 represents the position of the blades 1 and of the rigid wire 4 when the blade 1 on the right is hotter than the blade 1 of the left, and FIG. 4 represents the position of the blades 1 and of the rigid wire 4 when the right blade 1 is cooler than the left blade 1.

Sur la figure 5, on a représenté la courbe du déplacement angulaire OC des lames 1 du dispositif tel que représenté figure 3, en fonction de la variation de tempéra ture < T entre les deux lames 1, pour une épaisseur de 0,4 mm et une largeur de 7 mm, les deux lames 1 étant en alliage pseudo-élastique CuZnAl monocristallin. La mesure des variations de température ,,",T a été effectuée à l'aide d'un thermocouple différentiel appliqué sur les deux lames 1. La reproductibilité est bonne, de l'ordre d'un dizième de degré dans le cas où la variation de température Q T est toujours positive ou toujours négative. Dans le cas où elle est alternée, il se produit une hystérésis de ltordre de 2" C.Si l'une des lames 1 dépasse la température de 200- C, une détérioration du dispositif ou une déformation permanente est à craindre. En outre, au moins dix mille cycles sont faisables avant rupture. FIG. 5 shows the curve of the angular displacement OC of the blades 1 of the device as shown in FIG. 3, as a function of the variation in temperature <T between the two blades 1, for a thickness of 0.4 mm and a width of 7 mm, the two blades 1 being of pseudo-elastic CuZnAl monocrystalline alloy. The measurement of the temperature variations ,, ", T was carried out using a differential thermocouple applied to the two blades 1. The reproducibility is good, of the order of a tenth of a degree in the case where the temperature variation QT is always positive or always negative. If it is alternated, there is a hysteresis of about 2 "C. If one of the blades 1 exceeds the temperature of 200- C, a deterioration of the device or a permanent deformation is to be feared. In addition, at least ten thousand cycles are feasible before failure.

L'optimisation du débattement des lames 1 est atteint par une diminution de la distance entre les lames 1, une orientation cristallographique préférentielle des deux lames 1 et, éventuellement, une amélioration de la conduction thermique entre le moyen de chauffage et/ou de refroidissement 7 et les lames 1. Optimization of the movement of the blades 1 is achieved by a reduction in the distance between the blades 1, a preferential crystallographic orientation of the two blades 1 and, optionally, an improvement in the thermal conduction between the heating and / or cooling means 7 and the blades 1.

Conformément à un second mode de réalisation de l'invention, les corps 1 sont sous forme d'une paire de ressorts parallèles identiques montés en spirale, symétriquement sur le support 3, de part et d'autre du plan de symétrie vertical 5 de l'ensemble qu'ils forment, et maintenus à l'état précontraint en opposition par un axe 4 auquel sont fixés les extrémités 1" des ressorts 1 (figures 6 et 7). Ils sont, en outre, isolés électriquement du support 3. According to a second embodiment of the invention, the bodies 1 are in the form of a pair of identical parallel springs mounted in a spiral, symmetrically on the support 3, on either side of the vertical plane of symmetry 5 of l 'assembly which they form, and maintained in the prestressed state in opposition by a pin 4 to which are fixed the ends 1 "of the springs 1 (FIGS. 6 and 7). They are, moreover, electrically insulated from the support 3.

La fonction d'un tel dispositif est de conférer à l'élément de liaison 4, en l'occurrence un axe, un mouvement de rotation, le débattement angulaire pouvant être très important. Les deux ressorts en spirales 1 sont chacun précontraints et en équilibre. Lors de l'alimentation du moyen de chauffage et/ou de refroidissement 7, qui pourra, par exemple, être disposé entre les deux ressorts en spirale 1, l'un d'eux augmentera son couple au dépend de l'autre, entraînant ainsi l'axe 4 dans un mouvement de rotation. L'angle de rotation dépendra, bien entendu, de la variation de température A T appliquée, ainsi que des caractéristiques géométriques d'un ressort 1, comme, par exemple, du nombre de spirales. Cet angle peut naturellement être supérieur à 2 1. The function of such a device is to give the connecting element 4, in this case an axis, a rotational movement, the angular movement being able to be very large. The two spiral springs 1 are each prestressed and in equilibrium. When supplying the heating and / or cooling means 7, which may, for example, be arranged between the two spiral springs 1, one of them will increase its torque at the expense of the other, thus causing axis 4 in a rotational movement. The angle of rotation will depend, of course, on the temperature variation A T applied, as well as on the geometric characteristics of a spring 1, such as, for example, the number of spirals. This angle can naturally be greater than 2 1.

Selon un troisième mode de réalisation de l'invention, les corps 1 sont sous forme d'une ou plusieurs paires de ressorts identiques disposés coaxialement par paire, et dans un même plan, leurs extrémités 1" étant reliées à une plaque 4 électriquement conductrice qui les maintient à l'état précontraint en opposition, et leur extrémités 1' étant fixées au support 3. According to a third embodiment of the invention, the bodies 1 are in the form of one or more pairs of identical springs arranged coaxially in pairs, and in the same plane, their ends 1 "being connected to an electrically conductive plate 4 which keeps them in the pre-stressed state in opposition, and their ends 1 'being fixed to the support 3.

Comme le montre la figure 8, le dispositif pourra comporter avantageusement quatre ressorts 1. Le support 3 pourra être circulaire et la plaque 4 disposée au centre. A l'état initial, tous les ressorts 1 exercent sur le support 3 un effort identique en intensité, mais pour chaque paire, opposé en sens, de telle sorte que la plaque 4 soit en équilibre. Pour déplacer la plaque 4 dans une direction, il suffit donc de chauffer ou de refroidir l'un des quatre ressorts 1 par rapport aux autres (figure 9). Pour revenir à l'état initial, il suffira que les quatre ressorts 1 reviennent à une température identique. Chaque ressort 1 peut être relié par un commutateur 8 à une alimentation électrique 9 à tension variable, de capacité suffisante pour y faire circuler une intensité capable d'augmenter sa température. Le support 3 est composé d'une matière isolante. Le commutateur 8 relie chacun des ressorts 1 à l'alimentation 9 par des conducteurs électriques 10. As shown in Figure 8, the device may advantageously include four springs 1. The support 3 may be circular and the plate 4 disposed in the center. In the initial state, all the springs 1 exert on the support 3 an identical force in intensity, but for each pair, opposite in direction, so that the plate 4 is in equilibrium. To move the plate 4 in one direction, it is therefore sufficient to heat or cool one of the four springs 1 relative to the others (FIG. 9). To return to the initial state, it will suffice that the four springs 1 return to an identical temperature. Each spring 1 can be connected by a switch 8 to a variable voltage power supply 9, of sufficient capacity to circulate therein an intensity capable of increasing its temperature. The support 3 is composed of an insulating material. The switch 8 connects each of the springs 1 to the supply 9 by electrical conductors 10.

Selon un quatrième mode de réalisation de l'invention représenté figure 10, les corps 1 sont sous forme d'une paire de barres identiques, disposées coaxialement, leurs extrémités 1" étant reliées à une plaque isolante 4 qui les maintient à l'état précontraint en opposition, et leurs extrémités 1' étant fixées chacune sur un support 3. According to a fourth embodiment of the invention shown in FIG. 10, the bodies 1 are in the form of a pair of identical bars, arranged coaxially, their ends 1 "being connected to an insulating plate 4 which keeps them in the pre-stressed state. in opposition, and their ends 1 'being each fixed on a support 3.

La plaque 4 est composée d'une matière isolante. The plate 4 is composed of an insulating material.

Chaque barre 1 est fixée sur un support 3 indépendant l'un de l'autre après mise sous contrainte préalable, par torsion de chaque barre 1 en sens contraire. Each bar 1 is fixed on a support 3 independent of each other after prior stressing, by twisting each bar 1 in the opposite direction.

La figure 11 représente le dispositif lorsque l'une des deux barres 1 est chauffée à la température T. Figure 11 shows the device when one of the two bars 1 is heated to temperature T.

Sur la figure 12, on a représenté la courbe de déplacement angulaire 0S des deux barres 1 du dispositif, et donc de la plaque isolante 4, en fonction de la variation de température 4 T entre les deux barres 1, en alliage pseudo- élastique CuZnAl monocristallin, pour un diamètre de barre de 1 mm et une longueur de barre de 100 mm. Les résultats obtenus sont, bien entendu, inférieurs à la réalité, vu les conditions de l'expérience et la non-optimalisation du déplacement angulaire Oc. In FIG. 12, the angular displacement curve 0S of the two bars 1 of the device, and therefore of the insulating plate 4, has been represented, as a function of the temperature variation 4 T between the two bars 1, made of a pseudoelastic alloy CuZnAl monocrystalline, for a bar diameter of 1 mm and a bar length of 100 mm. The results obtained are, of course, inferior to reality, given the conditions of the experiment and the non-optimization of the angular displacement Oc.

Selon un cinquième mode de réalisation de l'invention représenté figures 13 et 14, les corps 1 sont sous forme de deux tubes concentriques munis chacun à leur extrémité -libre 1" de deux orifices 6 diamétralement opposés, les orifices 6 d'un tube 1 ne se superposant pas avec ceux de l'autre tube 1 à l'état initial, les deux tubes 1 étant maintenus à l'état précontraint en opposition par un axe 4 les traversant de part en part à travers les quatre orifices 6, et étant fixés au support 3 par leur extrémité 1'
Les deux tubes concentriques 1 sont isolés thermiquement du support 3. Comme le montre la figure 18, les deux orifices 6 du tube extérieur 1 seront disposés de telle manière qu'ils coincident au moment de la précontrainte avec les deux orifices 6 du tube intérieur 1.According to a fifth embodiment of the invention shown in FIGS. 13 and 14, the bodies 1 are in the form of two concentric tubes each provided at their free end 1 "with two diametrically opposite orifices 6, the orifices 6 of a tube 1 not overlapping with those of the other tube 1 in the initial state, the two tubes 1 being maintained in the pre-stressed state in opposition by an axis 4 passing right through them through the four orifices 6, and being fixed to the support 3 by their end 1 '
The two concentric tubes 1 are thermally insulated from the support 3. As shown in FIG. 18, the two orifices 6 of the external tube 1 will be arranged in such a way that they coincide at the time of prestressing with the two orifices 6 of the internal tube 1 .

La figure 15 représente le dispositif à tubes concentriques à l'état précontraint en opposition, par torsion de chaque tube 1 en sens contraire grâce à l'axe 4 qui traverse les quatre orifices 6 des tubes 1. FIG. 15 shows the device with concentric tubes in the pre-stressed state in opposition, by twisting each tube 1 in the opposite direction thanks to the axis 4 which passes through the four orifices 6 of the tubes 1.

Les figures 16 et 17 montrent bien que lorsque le tube extérieur 1 est chauffé à une température T supérieure à Tot il se rapproche de sa position initiale (figure 16), alors que lorsqu'il est refroidi à une température T inférieure à Tg, il s'éloigne de sa position initiale (figure 17). Figures 16 and 17 show that when the outer tube 1 is heated to a temperature T greater than Tot it approaches its initial position (Figure 16), while when cooled to a temperature T less than Tg, it moves away from its initial position (figure 17).

Pour tous les dispositifs décrits précédemment, le moyen de chauffage et/ou de refroidissement 7 pourra être directement intégré. I1 pourra également, bien entendu1 être externe au dispositif. For all the devices described above, the heating and / or cooling means 7 can be directly integrated. I1 could also, of course1 be external to the device.

D'autre part, les corps 1 en alliage pseudoélastique ou à mémoire de forme seront avantageusement en alliage CuZnAl monocristallin. Mais ils pourront, bien entendu, être en d'autre alliages pseudo-élastiques ou à mémoire de forme, tels que : CuZn, CuZnSn, CuZnNi, CuZnAg, CuZnAu,
CuZnCd, CuZnGa, CuZnIn, CuZnGe, CuZnSb, CuZnSi, CuSn, CuAlNi,
CuAl, CuZnAlNi, CuAlBe ou NiTi. Ils pourront également, bien entendu, être sous forme polycristalline.On the other hand, the bodies 1 of pseudoelastic or shape memory alloy will advantageously be of single crystal CuZnAl alloy. But they can, of course, be made of other pseudo-elastic or shape memory alloys, such as: CuZn, CuZnSn, CuZnNi, CuZnAg, CuZnAu,
CuZnCd, CuZnGa, CuZnIn, CuZnGe, CuZnSb, CuZnSi, CuSn, CuAlNi,
CuAl, CuZnAlNi, CuAlBe or NiTi. They may also, of course, be in polycrystalline form.

Tous ces dispositifs pourront, évidemment, être utilisés pour manipuler des objets quelconques dans différentes directions et ils pourront être combinés afin d'obtenir des déplacements dans le plan ou dans l'espace. All these devices can, of course, be used to manipulate any object in different directions and they can be combined in order to obtain displacements in the plane or in space.

Le mouvement des corps 1 en matériau pseudoélastique ou à mémoire de forme ou de l'élément de liaison 4 pourra être transmis à des éléments à manipuler par des moyens spécifiques à chaque application. The movement of the bodies 1 of pseudoelastic or shape memory material or of the connecting element 4 may be transmitted to elements to be handled by means specific to each application.

Par exemple, le dispositif à quatre ressorts pourra avoir comme application la manipulation d'échantillons en microscopie, la plaque 4 jouant alors le rôle du porteéchantillons. For example, the device with four springs could have as an application the manipulation of samples under microscopy, the plate 4 then playing the role of the sample holder.

Mais ces dispositifs pourront également avoir pour fonction de détecter une variation de température d T entre deux corps ou deux milieux. Par exemple, le dispositif à lames pourra être utilisé pour détecter la variation de température T entre deux liquides ou gaz, et actionner ainsi un signal d'alarme par le déplacement de l'élément de liaison 4, tout en restant insensible à une variation simultanée de température des corps 1. However, these devices may also have the function of detecting a temperature variation d T between two bodies or two media. For example, the blade device could be used to detect the temperature variation T between two liquids or gases, and thus activate an alarm signal by the movement of the connecting element 4, while remaining insensitive to a simultaneous variation body temperature 1.

Enfin, ces dispositifs pourront également engendrer des efforts sur un objet quelconque, tel qu'un échantillon maintenu fixe en contact avec l'élément de liaison 4. Finally, these devices may also generate forces on any object, such as a sample kept fixed in contact with the connecting element 4.

I1 va de soi qu'un même dispositif décrit pourra être utilisé pour des applications différentes, et que différents dispositifs décrits pourront être combinés dans une même application. It goes without saying that the same device described could be used for different applications, and that different devices described could be combined in the same application.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments, ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. Of course, the invention is not limited to the embodiments described and shown in the accompanying drawings. Modifications remain possible, in particular from the point of view of the constitution of the various elements, or by substitution of technical equivalents, without thereby departing from the scope of protection of the invention.

Claims

- CLAIMS

1. Method for producing a reversible deformation of at least one pair of solid bodies (1), symmetrical with respect to an axis or to a plane, concentric or coaxial, made of pseudo-elastic material or with shape memory, characterized in that it consists in prestressing the bodies (1) to favor the martensitic transformation in certain directions, in such a way that the internal prestresses of a body (1) are identical, but in opposition, compared to those of the other body (1) of a pair of bodies (1), then causing said martensitic transformation by a differential thermal gradient imposed between the bodies (1) of at least one pair of bodies (1), the thermal heating d 'a body (1) resulting in a decrease in the amount of martensite and the cooling of a body (1) resulting in an increase in the amount of martensite, the temperature of the ambient medium TA being higher than the temperature at the start of martensitic transformation Ms .

2. Device for producing a reversible deformation of at least one pair of solid bodies (1) symmetrical with respect to an axis or a plane, concentric or coaxial, made of pseudo-elastic material or with shape memory, for the implementation of the method according to claim 1, characterized in that it is mainly constituted by at least one support (3) on which is fixed, by one of its ends (1 '), each body (1) d 'a pair of bodies (1) and by a connecting means (4) making it possible to maintain each pair of bodies (1) in a state of internal prestresses, those of a body (1) being identical and in opposition with respect to those of the other body (1) of a pair of bodies (1).

3. Device according to claim 2, characterized in that the bodies (1) are in the form of a pair of identical blades mounted symmetrically on the support (3), on either side of the vertical plane of symmetry (5) of the assembly which they form, and maintained in the prestressed state in opposition by a rigid wire (4) making them integral with one another.

4. Device according to claim 2, characterized in that the bodies are in the form of a pair of identical parallel springs mounted in a spiral, symmetrically on the support - (3) on either side of the vertical plane of symmetry (5 ) of the assembly which they form, and maintained in the pre-stressed state in opposition by an axis (4) to which the ends (1 ") of the springs (1) are fixed.

5. Device according to claim 2, characterized in that the bodies (1) are in the form of one or more pairs of identical springs arranged coaxially in pairs and in the same plane, their ends (1 ") being connected to a plate electrically conductive (4) which keeps them in the pre-stressed state in opposition, and their ends (1 ') being fixed to the support (3).

6. Device according to claim 2, characterized in that the bodies (1) are in the form of a pair of identical bars, arranged coaxially, their ends (1 ") being connected to an insulating plate (4) which keeps them at the prestressed state in opposition and their ends (1 ') being each fixed on a support (3).

7. Device according to claim 2, characterized in that the bodies (1) are in the form of two concentric tubes each provided at their free end (1 ") with two diametrically opposite orifices (6), the orifices (6) of a tube (1) not overlapping with those of the other tube (1) in the initial state, the two tubes (1) being kept in the pre-stressed state in opposition by an axis (4) passing through them in part through the four holes (6), and being fixed to the support (3) by their end (1 ').

8. Device according to any one of claims 2 to 7, characterized in that it further comprises a heating and / or cooling means (7).

9. Device according to any one of claims 2 to 8, characterized in that the bodies (1) are made of pseudo-elastic alloy or of CuZnAl shape memory.