FR2722881A1 - Flat sample holding device for high temperature traction testing - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE PREHENSION POUR LA REALISATION D'ESSAIS
DE TRACTION A HAUTE TEMPERATURE SUR DES EPRDUVETTES
PLATES EN MATERIAU FRAGILE
DESCRIPTION
L'invention concerne un dispositif de préhension conçu pour être placé dans un four, sur une machine d'essai de traction, afin d'effectuer des essais de traction à haute température sur des éprouvettes plates en un matériau fragile tel qu'un matériau composite à matrice céramique.GRIPPING DEVICE FOR PERFORMING TESTS
HIGH TEMPERATURE TRACTION ON TEST SPECIMENS
PLATES IN FRAGILE MATERIAL
DESCRIPTION
The invention relates to a gripping device designed to be placed in an oven, on a tensile testing machine, in order to carry out tensile tests at high temperature on flat test pieces made of a fragile material such as a composite material. with ceramic matrix.
L'invention s'applique aux essais de traction qui sont effectués à haute température (par exemple, 10000C à 15000C) sur des éprouvettes plates réalisées dans des matériaux fragiles, généralement à base de fibres, tels que des matériaux composites à matrice céramique appelés à être utilisés à haute température. The invention applies to tensile tests which are carried out at high temperature (for example, 10000C to 15000C) on flat test pieces made of fragile materials, generally based on fibers, such as composite materials with a ceramic matrix called be used at high temperature.
Une première solution pour appliquer des efforts de traction sur une éprouvette d'essai soumise à une température élevée consiste à placer l'éprouvette dans un four en exerçant l'effort de traction sur l'éprouvette par l'lntermédiaire d'ensembles de préhension placés à ltextérieur de ce four. A first solution for applying tensile forces to a test specimen subjected to a high temperature consists in placing the specimen in an oven by exerting the tensile force on the specimen by means of gripping assemblies placed inside this oven.
Cette solution autorise l'utilisation d'ensembles de préhension à ccrande hydraulique dont la conception permet de ne pas appliquer sur l'éprouvette d'efforts parasites (couple de torsion, effort de flexion, etc...) susceptibles d'endommager gravement le matériau testé. This solution allows the use of gripping assemblies with hydraulic control, the design of which allows no parasitic forces to be applied to the specimen (torque, bending force, etc.) liable to seriously damage the material tested.
Cette première solution a toutefois pour inconvénient de créer un gradient thermique dans l'éprouvette. Ce gradient thermique peut conduire à rompre l'éprouvette en dehors de la zone la plus chaude. Dans ces conditions, les résultats de l'essai ne sont pas exploitables puisque la force de traction qui a conduit à la rupture n'est pas représentative de la résistance du matériau à la température de l'essai. This first solution has the drawback, however, of creating a thermal gradient in the test piece. This thermal gradient can lead to rupture of the test piece outside the hottest area. Under these conditions, the results of the test cannot be used since the tensile force which led to failure is not representative of the resistance of the material to the temperature of the test.
Pour remédier aux inconvénients de la solution qui vient d'être décrite, il apparaît souhaitable d'utiliser un dispositif de préhension qui soit placé, au moins dans sa zone active, à l'intérieur du four permettant d'établir la température d'essai désirée. To overcome the drawbacks of the solution which has just been described, it appears desirable to use a gripping device which is placed, at least in its active zone, inside the oven enabling the test temperature to be established. desired.
Cependant, l'encombrement des ensembles de préhension à commande hydraulique est tel qu'ils ne peuvent pas être utilisés dans ces conditions. I1 est donc nécessaire d'avoir recours à un dispositif de préhension totalement mécanique tel que celui qui est illustré par le document DE-A-3 924 345. However, the size of the hydraulically controlled gripping assemblies is such that they cannot be used under these conditions. It is therefore necessary to have recourse to a completely mechanical gripping device such as that which is illustrated by document DE-A-3 924 345.
De tels dispositifs de préhension entièrement mécaniques ont toutefois pour inconvénient d'introduire dans le matériau constituant l'éprouvette des efforts parasites tels que des efforts de torsion ou de flexion. Compte tenu de la fragilité des matériaux testés à haute température, ces efforts parasites risquent de les endommager gravement et, par conséquent, de fausser complètement les résultats des essais de traction. However, such entirely mechanical gripping devices have the drawback of introducing parasitic forces such as torsion or bending forces into the material constituting the test piece. Taking into account the brittleness of the materials tested at high temperature, these parasitic efforts risk damaging them seriously and, consequently, completely distorting the results of the tensile tests.
L'invention a précisément pour objet un dispositif de préhension de conception originale, apte à être placé dans un four sur une machine d'essai de traction traditionnelle, sans appliquer sur l'éprouvette des efforts parasites tels que des efforts de torsion ou de flexion et en permettant l'utilisation d'éprouvettes plates conformes aux éprouvettes utilisées traditionnellement pour effectuer de tels essais. The subject of the invention is precisely a gripping device of original design, suitable for being placed in an oven on a traditional tensile testing machine, without applying parasitic forces on the test piece such as torsion or bending forces. and by allowing the use of flat test pieces conforming to the test pieces traditionally used for carrying out such tests.
Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu au moyen d'un dispositif de préhension apte à être placé dans un four, sur une machine d'essai de traction, afin d'effectuer un essai de traction à haute température sur une éprouvette plate en un matériau fragile, ce dispositif comprenant deux ensembles de préhension comportant chacun une tête de traction, une paire de mors aptes à emprisonner entre eux une extrémité de l'éprouvette, et des moyens de serrage des mors, aptes à être montés sur la tête de traction, caractérisé par le fait que
- chacun des moyens de serrage coopère avec la tête de traction par des moyens anti-rotation ;
- un premier des ensembles de préhension comporte un organe de centrage de l'éprouvette selon un axe d'application d'efforts
- des moyens de liaison sont prévus pour relier provisoirement les têtes de traction, lors du montage de l'éprouvette, afin d'aligner angulairement les deux ensembles de préhension.According to the invention, this result is obtained by means of a gripping device able to be placed in an oven, on a tensile testing machine, in order to carry out a tensile test at high temperature on a flat test piece. made of a fragile material, this device comprising two gripping assemblies each comprising a traction head, a pair of jaws capable of trapping one end of the test piece between them, and jaw tightening means, capable of being mounted on the head traction, characterized in that
- Each of the clamping means cooperates with the traction head by anti-rotation means;
- A first of the gripping assemblies comprises a member for centering the test piece along an axis of application of forces
- Connection means are provided for temporarily connecting the traction heads, during assembly of the test piece, in order to angularly align the two gripping assemblies.
Lors de la mise en oeuvre d'un tel dispositif de préhension, on fixe d'abord une extrémité de l'éprouvette, généralement son extrémité basse, dans le premier ensemble de préhension. Cette extrémité de l'éprouvette se trouve ainsi centrée selon l'axe d'application des efforts par l'organe de centrage et positionnée angulairement par les moyens anti-rotation qui sont interposés entre les moyens de serrage et la tête de traction de ce premier ensemble de préhension. When using such a gripping device, one end of the specimen is first fixed, generally its lower end, in the first gripping assembly. This end of the test piece is thus centered along the axis of application of the forces by the centering member and angularly positioned by the anti-rotation means which are interposed between the clamping means and the traction head of this first grip set.
L'opérateur monte ensuite l'extrémité opposée de l'éprouvette, généralement son extrémité haute, dans le second ensemble de préhension, dépourvu d'organe de centrage, après avoir pris soin de relier les têtes de traction des deux ensembles de préhension à l'aide des moyens de liaison. Du fait de l'absence d'organe de centrage dans le second ensemble de préhension, l'extrémité de l'éprouvette serrée dans ce second ensemble reste nécessairement alignée selon l'axe d'application des efforts. Tout risque d'application d'un effort parasite de flexion est ainsi supprimé. The operator then mounts the opposite end of the test piece, generally its upper end, in the second gripping assembly, devoid of a centering member, after having taken care to connect the tensile heads of the two gripping assemblies to the using connecting means. Due to the absence of a centering member in the second gripping assembly, the end of the specimen clamped in this second assembly necessarily remains aligned along the axis of application of the forces. Any risk of application of a parasitic bending force is thus eliminated.
Par ailleurs, du fait que les têtes de traction des deux ensembles de préhension sont reliées par les moyens de liaison et que les moyens de serrage des deux ensembles coopèrent avec les têtes de traction de ces ensembles par les moyens anti-rotation, il n'existe pas de décalage angulaire entre les extrémités de l'éprouvette autour de l'axe d'application des efforts. Furthermore, the fact that the traction heads of the two gripping assemblies are connected by the connecting means and that the clamping means of the two assemblies cooperate with the traction heads of these assemblies by the anti-rotation means, there is no there is no angular offset between the ends of the test piece around the axis of application of the forces.
Par conséquent, l'application d'un effort parasite de torsion est évitée.Consequently, the application of a parasitic torsional force is avoided.
Dans une forme de réalisation préférentielle de 1' invention, l'organe de centrage est une plaque qui comporte une encoche apte à recevoir sans jeu une extrémité de l'éprouvette, et qui coopère avec les moyens de serrage par des moyens de positionnement s'opposant à un déplacement de la plaque dans son plan. In a preferred embodiment of the invention, the centering member is a plate which has a notch capable of receiving without end one end of the test piece, and which cooperates with the clamping means by positioning means s' opposing a displacement of the plate in its plane.
Les moyens de serrage de chaque ensemble de préhension comprennent avantageusement
- deux demi-coquilles aptes à recevoir entre elles la paire de mors et une extrémité de l'éprouvette ;
- un moyen de commande de serrage prenant appui sur la tête de traction pour presser les demi-coquilles contre les mors et les moyens anti-rotation sont interposés entre les demi-coquilles et la tête de traction.The clamping means of each gripping assembly advantageously comprise
- two half-shells capable of receiving between them the pair of jaws and one end of the test piece;
- A clamping control means resting on the traction head to press the half-shells against the jaws and the anti-rotation means are interposed between the half-shells and the traction head.
Dans cette forme de réalisation préférentielle de l'invention, les moyens de positionnement sont interposés entre la plaque et chacune des demicoquilles du premier ensemble de préhension. In this preferred embodiment of the invention, the positioning means are interposed between the plate and each of the half shells of the first gripping assembly.
Ces moyens de positionnement comprennent alors, de préférence, au moins deux tétons faisant saillie sur chacune des faces de la plaque, et deux trous de forme complémentaire de celle des tétons, formés dans chacune des demi-coquilles du premier ensemble de préhension, pour recevoir les tétons. These positioning means then preferably comprise at least two studs projecting from each of the faces of the plate, and two holes of shape complementary to that of the studs, formed in each of the half-shells of the first gripping assembly, to receive the nipples.
Les moyens anti-rotation de chaque ensemble de préhension comprennent par ailleurs au moins deux ergots formés sur la tête de traction et une lumière formée sur chaque demi-coquille, les ergots étant aptes à être reçus dans les lumières et ces dernières ayant une forme telle qu'elles s'opposent à toute rotation relative entre les demi-coquilles et la tête de traction, autour de l'axe d'application d'efforts, tout en permettant une translation relative entre les demicoquilles dans le sens du serrage, lors d'un actionnement du moyen de commande de serrage. The anti-rotation means of each gripping assembly moreover comprise at least two lugs formed on the traction head and a slot formed on each half-shell, the lugs being able to be received in the slots and the latter having such a shape that they oppose any relative rotation between the half-shells and the traction head, around the axis of application of forces, while allowing a relative translation between the half-shells in the direction of tightening, during an actuation of the clamping control means.
Avantageusement, les deux demi-coquilles de chaque ensemble de préhension présentent une surface extérieure tronconique et sont reçues dans un évidement à fond plat formé dans la tête de traction, avec leur grande base en appui sur le fond de cet évidement. Un écrou est alors vissé dans un filetage formé dans l'évidement et comporte une surface intérieure tronconique complémentaire de la surface extérieure tronconique des deux demi-coquilles, pour constituer le moyen de commande de serrage. Advantageously, the two half-shells of each gripping assembly have a frustoconical outer surface and are received in a recess with a flat bottom formed in the traction head, with their large base resting on the bottom of this recess. A nut is then screwed into a thread formed in the recess and has a frustoconical interior surface complementary to the frustoconical exterior surface of the two half-shells, to constitute the tightening control means.
Les ergots font de préférence saillie sur le fond plat de l'évidement et les lumières sont formées sur la grande base des deux demi-coquilles. The lugs preferably protrude from the flat bottom of the recess and the openings are formed on the large base of the two half-shells.
Par ailleurs, dans la forme de réalisation préférentielle de l'invention, les mors sont des plaquettes reçues dans des entailles en vis-à-vis formées dans les faces en regard des demi-coquilles de chaque ensemble de préhension, ces plaquettes ayant des faces de préhension rugueuses. Furthermore, in the preferred embodiment of the invention, the jaws are plates received in facing notches formed in the opposite faces of the half-shells of each gripping assembly, these plates having faces rough grip.
Afin d'assurer leur serrage lors d'un mouvement d'éloignement relatif des ensembles de préhension, les plaquettes ont des faces arrière en dépouille. In order to ensure their tightening during a relative movement away from the gripping assemblies, the plates have rear faces in clearance.
Toujours selon la forme de réalisation préférentielle de l'invention, les moyens de liaison comprennent au moins une cale latérale apte à être fixée simultanément sur les deux têtes de traction par des moyens de fixation démontables. Still according to the preferred embodiment of the invention, the connecting means comprise at least one lateral wedge capable of being fixed simultaneously on the two traction heads by removable fixing means.
On décrira à présent, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférentielle de l'invention en se référant aux dessins annexés, dans lesquels
- la figure 1 est une vue de côté représentant schématiquement un dispositif de préhension pour essai de traction à haute température conformément à l'invention ;
- la figure 2 est une vue en perspective éclatée représentant différentes pièces assurant le positionnement et le serrage de l'extrémité inférieure de l'éprouvette dans le dispositif de préhension de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue en perspective illustrant le montage des pièces de la figure 2 sur la tête de traction qui leur correspond ; et
- la figure 4 est une vue en perspective illustrant la mise en place d'un écrou assurant le serrage de l'extrémté correspondante de l'éprouvette.A preferred embodiment of the invention will now be described, by way of non-limiting example, with reference to the accompanying drawings, in which
- Figure 1 is a side view schematically showing a gripping device for high temperature tensile test according to the invention;
- Figure 2 is an exploded perspective view showing different parts ensuring the positioning and tightening of the lower end of the test piece in the gripping device of Figure 1;
- Figure 3 is a perspective view illustrating the mounting of the parts of Figure 2 on the traction head which corresponds to them; and
- Figure 4 is a perspective view illustrating the installation of a nut ensuring the tightening of the corresponding end of the test piece.
Le dispositif de préhension illustré sur les figures est prévu pour être monté sur une machine d'essai de traction conventionnelle. Afin de faciliter la lecture des figures, cette machine d'essai de traction n'a pas été représentée. The gripping device illustrated in the figures is intended to be mounted on a conventional tensile testing machine. In order to facilitate the reading of the figures, this tensile testing machine has not been shown.
Sur la figure 1, on a représenté très schématiquement l'ensemble du dispositif de préhension conforme à l'invention. On a aussi représenté le four dans lequel sont placées l'éprouvette plate E dont on désire tester la résistance à la traction à haute température, ainsi que les parties actives du dispositif de préhension. Ce four est désigné par la référence F sur la figure 1. In Figure 1, there is shown very schematically the entire gripping device according to the invention. There is also shown the oven in which the flat test piece E is placed, the tensile strength of which is to be tested at high temperature, as well as the active parts of the gripping device. This furnace is designated by the reference F in FIG. 1.
Dans une machine d'essai de traction conventionnelle, l'effort de traction est exercé selon une direction verticale. C'est pourquoi l'éprouvette E est orientée verticalement et ses extrémités sont montées dans un ensemble de préhension inférieur 10 et un ensemble de préhension supérieur 12 du dispositif de préhension selon l'invention. Chacun de ces ensembles de préhension 10 et 12 comprend une tête de traction 14 et 16 respectivement. In a conventional tensile testing machine, the tensile force is exerted in a vertical direction. This is why the test piece E is oriented vertically and its ends are mounted in a lower gripping assembly 10 and an upper gripping assembly 12 of the gripping device according to the invention. Each of these gripping assemblies 10 and 12 comprises a traction head 14 and 16 respectively.
Les têtes de traction 14 et 16 des ensembles de préhension 10 et 12 présentent une configuration cylindrique et sont généralement disposées selon un axe vertical commun d'application des efforts de traction. The traction heads 14 and 16 of the gripping assemblies 10 and 12 have a cylindrical configuration and are generally arranged along a common vertical axis of application of the traction forces.
Plus précisément, chacune des têtes de traction 14 et 16 comprend une partie active 14a, 16a, située à l'intérieur du four F, une partie centrale cylindrique 14b, 16b traversant respectivement de façon étanche les parois inférieure et supérieure du four F et des parties filetées 14c et 16c, placées à l'extérieur du four F et par lesquelles les têtes de traction 14 et 16 sont montées sur la machine d'essai de traction.More precisely, each of the traction heads 14 and 16 comprises an active part 14a, 16a, situated inside the furnace F, a central cylindrical part 14b, 16b passing through the bottom and top walls of the furnace F and of the watertight respectively. threaded parts 14c and 16c, placed outside the furnace F and by which the traction heads 14 and 16 are mounted on the tensile testing machine.
Les têtes de préhension 14 et 16 sont identiques. The gripping heads 14 and 16 are identical.
Par conséquent, la description de la partie active 14a de la tête de traction inférieure 14, qui va à présent être faite en se référant à la figure 3, s'applique également à la partie active 16a de la tête de traction supérieure 16.Consequently, the description of the active part 14a of the lower traction head 14, which will now be made with reference to FIG. 3, also applies to the active part 16a of the upper traction head 16.
La partie active 14a de la tête de traction inférieure 14 se présente sous la forme d'une partie cylindrique, de relativement grand diamètre par rapport à la partie centrale 14b. Un évidement cylindrique 18 est formé dans la face d'extrémité de cette partie active 14a et centré sur l'axe longitudinal de la tête de traction 14. Cet évidement cylindrique 18 comporte un fond plat 20 sur lequel font saillie deux ergots 22 situés en des emplacements diamétralement opposés. Les ergots 22 se présentent sous la forme de petits cylindres de même diamètre. Un filetage 24 est formé sur la paroi périphérique de l'évidement 18. Ce filetage 24 est avantageusement trapézoïdal. The active part 14a of the lower traction head 14 is in the form of a cylindrical part, of relatively large diameter relative to the central part 14b. A cylindrical recess 18 is formed in the end face of this active part 14a and centered on the longitudinal axis of the traction head 14. This cylindrical recess 18 has a flat bottom 20 on which two lugs 22 projecting in diametrically opposite locations. The pins 22 are in the form of small cylinders of the same diameter. A thread 24 is formed on the peripheral wall of the recess 18. This thread 24 is advantageously trapezoidal.
Par ailleurs, la surface périphérique extérieure de la partie active i4a de la tête de traction inférieure 14 comporte deux méplats 26 diamétralement opposés. Au moins deux trous taraudés 28 dont la fonction apparaîtra ultérieurement sont formés sur chacun de ces méplats 26. Furthermore, the outer peripheral surface of the active part i4a of the lower traction head 14 has two diametrically opposite flats 26. At least two tapped holes 28 whose function will appear later are formed on each of these flats 26.
Comme l'illustrent les figures 2 à 4 dans le cas de l'ensemble de préhension inférieur 10, chacun des ensembles de préhension 10 et 12 comporte de plus une paire de mors 30, entre lesquels peut être emprisonnée l'extrémité correspondante de l'éprouvette plate E à tester, ainsi que des moyens de serrage de ces mors, montés sur la tête de traction correspondante. As illustrated in FIGS. 2 to 4 in the case of the lower gripping assembly 10, each of the gripping assemblies 10 and 12 further comprises a pair of jaws 30, between which the corresponding end of the can be trapped flat test piece E to be tested, as well as means for clamping these jaws, mounted on the corresponding traction head.
L'éprouvette plate E, réalisée dans le matériau dont on désire tester la résistance à la traction, présente en vue de côté la forme d'un rectangle allongé dépourvu de toute partie en retrait ou en saillie. La préhension de cette éprouvette E doit donc être faite par pincement à l'aide des mors 30. Pour cette raison, les mors 30 sont constitués par des plaquettes dont les faces de préhension 32, tournées vers l'éprouvette E, sont rugueuses (par exemple, striées ou moletées) pour faciliter l'accrochage. The flat specimen E, made of the material for which the tensile strength is to be tested, has a side view in the form of an elongated rectangle devoid of any recessed or projecting part. The gripping of this test piece E must therefore be done by pinching with the jaws 30. For this reason, the jaws 30 are constituted by plates whose gripping faces 32, facing the test piece E, are rough (by (striated or knurled) to facilitate hanging.
Les moyens de serrage par lesquels chaque paire de mors 30 peut être appliquée sur l'extrémité correspondante de l'éprouvette E, comprennent tout d'abord deux demi-coquilles 34 (figure 2) présentant, lorsqu'elles sont assemblées, une surface extérieure tronconique 37. Plus précisément, les deux demicoquilles 34 de chacun des moyens de serrage sont identiques et présentent deux faces planes 35 en regard, orientées parallèlement à l'axe de la surface tronconique 37 et qui restent écartées l'une de l'autre lorsque les demi-coquilles sont assemblées. The clamping means by which each pair of jaws 30 can be applied to the corresponding end of the test piece E, firstly comprises two half-shells 34 (Figure 2) having, when assembled, an outer surface frustoconical 37. More precisely, the two half-shells 34 of each of the clamping means are identical and have two planar faces 35 facing each other, oriented parallel to the axis of the frustoconical surface 37 and which remain separated from one another when the half-shells are assembled.
Chacune des faces planes 35 des demi-coquilles 34 comporte une entaille 36 qui s'étend parallélement à l'axe de la surface tronconique 37 sur toute la hauteur des demi-coquilles. Chacune des entailles 36 comporte des bords opposés plans et parallèles, séparés par une distance constante, égale à la largeur des plaquettes constituant les mors 30. La profondeur des entailles 36 est, de préférence, inférieure à l'épaisseur des plaquettes formant les mors 30, afin que les faces de préhension 32 de ces derniers fassent saillie sur les faces en regard 35 des demi-coquilles 34 lorsque les plaquettes constituant les mors 30 sont reçues dans les entailles 36. Each of the flat faces 35 of the half-shells 34 has a notch 36 which extends parallel to the axis of the frustoconical surface 37 over the entire height of the half-shells. Each of the notches 36 has opposite planar and parallel edges, separated by a constant distance, equal to the width of the plates constituting the jaws 30. The depth of the notches 36 is preferably less than the thickness of the plates forming the jaws 30 , so that the gripping faces 32 of the latter protrude from the opposite faces 35 of the half-shells 34 when the plates constituting the jaws 30 are received in the notches 36.
Le fond plan de chacune des entailles 36 ainsi que les faces arrière des plaquettes formant les mors 30 présentent un angle de dépouille tel que la profondeur des entailles 36 et l'épaisseur des plaquettes formant les mors 30 aillent en augmentant de la petite base vers la grande base de la surface tronconique 37 des demi-coquilles 34. The flat bottom of each of the notches 36 as well as the rear faces of the plates forming the jaws 30 have a clearance angle such that the depth of the notches 36 and the thickness of the plates forming the jaws 30 go on increasing from the small base towards the large base of the frustoconical surface 37 of the half-shells 34.
Chaque paire de demi-coquilles 34 est prévue pour être reçue dans l'évidement 18 (figures 3 et 4) formé dans la partie active de la tête de traction 14 ou 16 correspondante. Plus précisément, les demi-coquilles 34 sont reçues dans l'évidement 18 de telle sorte que la grande base de leur surface tronconique 37 soit en appui sur le fond plan 20 de l'évidement 18. Each pair of half-shells 34 is intended to be received in the recess 18 (FIGS. 3 and 4) formed in the active part of the corresponding traction head 14 or 16. More precisely, the half-shells 34 are received in the recess 18 so that the large base of their frustoconical surface 37 is in abutment on the flat bottom 20 of the recess 18.
Comme l'illustre la figure 3, dans ces conditions, les ergots 22 formés sur le fond 20 de l'évidement 18 sont reçus dans des lumières 38 formées sur les faces des demi-coquilles 34 qui correspondent à la grande base de la surface tronconique 37. Plus précisément, une lumière 38 est formée sur chacune des demicoquilles 34. As illustrated in FIG. 3, under these conditions, the pins 22 formed on the bottom 20 of the recess 18 are received in slots 38 formed on the faces of the half-shells 34 which correspond to the large base of the frustoconical surface 37. More specifically, a light 38 is formed on each of the half-shells 34.
Chacune des lumières 38 présente une forme oblongue et son axe est orienté selon une direction perpendiculaire aux faces en regard 35 des demicoquilles 34. De plus, la largeur de chacune des lumières 38 est égale au diamètre des ergots 22. Each of the slots 38 has an oblong shape and its axis is oriented in a direction perpendicular to the facing faces 35 of the half-shells 34. In addition, the width of each of the slots 38 is equal to the diameter of the pins 22.
Les ergots 22 et les lumières 38 constituent ensemble des moyens anti-rotation, qui s'opposent à toute rotation relative entre les demi-coquilles 34 et la tête de traction 14 ou 16, autour de l'axe d'application des efforts de traction. Ces moyens antirotation autorisant toutefois une translation relative entre les demi-coquilles 34, perpendiculairement à leurs faces en regard 35, c'est-à-dire dans le sens du serrage de l'éprouvette E. The pins 22 and the lights 38 together constitute anti-rotation means, which oppose any relative rotation between the half-shells 34 and the traction head 14 or 16, around the axis of application of the traction forces. . These anti-rotation means, however, allowing relative translation between the half-shells 34, perpendicular to their opposite faces 35, that is to say in the direction of tightening of the test piece E.
En plus des demi-coquilles 34, chacun des moyens de serrage des ensembles de préhension 10 et 12 comprend un écrou annulaire 40 (figure 4). Comme les demi-coquilles 34, les écrous 40 des ensembles de préhension inférieur 10 et supérieur 12 sont identiques. In addition to the half-shells 34, each of the means for tightening the gripping assemblies 10 and 12 comprises an annular nut 40 (FIG. 4). Like the half-shells 34, the nuts 40 of the lower 10 and upper 12 gripping assemblies are identical.
Chacun des écrous 40 comporte un filetage extérieur 42, de préférence à filets trapézoïdaux, complémentaire du filetage 24 formé dans l'évidement 18 de la tête de traction 14 ou 16. Les écrous 40 peuvent ainsi être vissés sur les parties actives des têtes de traction 14 et 16. A cet effet, chaque écrou 40 comporte une tête de manoeuvre 43, par exemple hexagonale, du côté prévu pour être tourné vers l'extérieur de l'évidement 18. Each of the nuts 40 has an external thread 42, preferably with trapezoidal threads, complementary to the thread 24 formed in the recess 18 of the traction head 14 or 16. The nuts 40 can thus be screwed onto the active parts of the traction heads 14 and 16. For this purpose, each nut 40 has an operating head 43, for example hexagonal, on the side intended to be turned towards the outside of the recess 18.
De plus, chacun des écrous 40 est traversé selon son axe par un trou formant une surface intérieure tronconique 44, complémentaire de la surface extérieure tronconique 37 formée sur les demi-coquilles 34 lorsqu'elles sont assemblées. In addition, each of the nuts 40 is traversed along its axis by a hole forming a frustoconical interior surface 44, complementary to the frustoconical exterior surface 37 formed on the half-shells 34 when they are assembled.
Par conséquent, lorsque l'écrou 40 est vissé dans le filetage 24 après que les demi-coquilles 34 aient été placées dans l'évidement 18 (figure 4), le serrage de cet écrou a pour effet de déplacer l'une vers l'autre les demi-coquilles 34 dans le sens radial par rapport à l'axe longitudinal de la tête de traction. Consequently, when the nut 40 is screwed into the thread 24 after the half-shells 34 have been placed in the recess 18 (FIG. 4), the tightening of this nut has the effect of moving one towards the other half-shells 34 in the radial direction relative to the longitudinal axis of the traction head.
Les mors 30 placés de part et d'autre de l'extrémité de l'éprouvette E entre les demi-coquilles 34 sont ainsi serrés sur cette extrémité et en réalisent la préhension.The jaws 30 placed on either side of the end of the test piece E between the half-shells 34 are thus clamped on this end and grip it.
Comme l'illustre plus précisément la figure 2, l'un des ensembles de préhension, de préférence l'ensemble de préhension inférieur 10, comporte de plus un organe de centrage 46. Cet organe de centrage se présente sous la forme d'une plaque prévue pour être placée entre les faces en regard 35 des demi-coquilles 34 de cet ensemble de préhension. La plaque de centrage 46 comporte une épaisseur telle qu'elle n'empêche pas le serrage de l'extrémlté de l'éprouvette E par les mors 30 lors de la rise en place de l'écrou 40. En d'autres termes, l'épaisseur de cette plaque de centrage 46 est inférieure à l'épaisseur cumulée de l'éprouvette E et des parties des plaquettes constituant les mors 30 qui font saillie sur les faces en regard 35 des demi-coquilles 34. As illustrated more precisely in FIG. 2, one of the gripping assemblies, preferably the lower gripping assembly 10, further comprises a centering member 46. This centering member is in the form of a plate intended to be placed between the opposite faces 35 of the half-shells 34 of this gripping assembly. The centering plate 46 has a thickness such that it does not prevent the end of the test piece E from being clamped by the jaws 30 when the nut 40 is put in place. In other words, the the thickness of this centering plate 46 is less than the cumulative thickness of the test piece E and of the parts of the plates constituting the jaws 30 which protrude from the opposite faces 35 of the half-shells 34.
La plaque de centrage 46 comporte une encoche 48 débouchant sur son bord supérieur et qui lui donne généralement la forme d'un U. La largeur de cette encoche 48 est égale à la largeur de l'éprouvette E, de telle sorte qu'une extrémité de cette dernière peut venir s'emboîter sans jeu dans l'encoche 48, comme l'illustre la figure 2. The centering plate 46 has a notch 48 opening on its upper edge and which generally gives it the shape of a U. The width of this notch 48 is equal to the width of the test piece E, so that one end of the latter can come fit without play in the notch 48, as illustrated in Figure 2.
En outre, la plaque de centrage 46 coopère avec les demi-coquilles 34 par des moyens de positionnement qui s' opposent au déplacement de la plaque dans son plan. Ces moyens de positionnement comprennent deux tétons 50 qui font saillie sur chacune des faces de la plaque 46, de façon à pouvoir pénétrer dans deux trous 52 formés dans la face 35 en vis-à-vis de la demicoquille correspondante. Plus précisément, les tétons 50 sont disposés de part et d'autre de l'encoche 48 et les trous 52 sont placés de part et d'autre de l'entaille 36. In addition, the centering plate 46 cooperates with the half-shells 34 by positioning means which oppose the movement of the plate in its plane. These positioning means comprise two pins 50 which project on each of the faces of the plate 46, so as to be able to penetrate into two holes 52 formed in the face 35 opposite the corresponding half-shell. More specifically, the pins 50 are arranged on either side of the notch 48 and the holes 52 are placed on either side of the notch 36.
Pour compléter la description du dispositif de préhension selon I'invention, on se réfère à présent aux figures 1 et 4, sur lesquelles on a représenté en traits mixtes deux cales latérales 54 formant un moyen de liaison susceptible de relier rigidement, de façon provisoire, les parties actives des têtes de traction 14 et 16 pendant le montage, comme on l'expliquera ultérieurement. Chaque cale latérale 54 est prévue pour venir s'appliquer par chacune de ses extrémités sur l'un des méplats 26 de chacune des têtes de traction 14 et 16. Elle comporte des trous 56 pour le passage de moyens de fixation démontables tels que des vis 58 permettant de la solidariser provisoirement avec les têtes de traction par blocage de ces vis 58 dans les trous taraudés 28 formés dans les méplats 26 correspondants. Les trous 56 sont oblongs, à l'une des extrémités de la cale 54, pour permettre un déplacement relatif des ensembles de préhension 10 et 12 selon l'axe d'application des efforts, lorsque les vis 58 ne sont pas serrées. To complete the description of the gripping device according to the invention, reference is now made to FIGS. 1 and 4, in which two lateral wedges 54 are shown in dashed lines forming a connecting means capable of rigidly connecting, temporarily, the active parts of the traction heads 14 and 16 during assembly, as will be explained later. Each lateral wedge 54 is provided to be applied by each of its ends to one of the flats 26 of each of the traction heads 14 and 16. It has holes 56 for the passage of removable fixing means such as screws 58 allowing it to be temporarily secured with the traction heads by blocking these screws 58 in the tapped holes 28 formed in the corresponding flats 26. The holes 56 are oblong, at one end of the shim 54, to allow relative movement of the gripping assemblies 10 and 12 along the axis of application of the forces, when the screws 58 are not tightened.
On décrira à présent le montage d'une éprouvette plate E dans le dispositif de préhension selon l'invention, en se référant aux figures annexées. We will now describe the mounting of a flat test piece E in the gripping device according to the invention, with reference to the appended figures.
Le montage de l'éprouvette E dans le dispositif de préhension selon l'invention peut s'effectuer soit en dehors de la machine d'essai de traction, soit directement sur celle-ci. The mounting of the test piece E in the gripping device according to the invention can be carried out either outside the tensile testing machine, or directly thereon.
Dans un premier temps, on fixe une première extrémité de l'éprouvette E dans l'ensemble de préhension comportant la plaque de centrage 46, c'està-dire dans l'ensemble de préhension inférieur 10 dans l'exemple décrit. Firstly, a first end of the test piece E is fixed in the gripping assembly comprising the centering plate 46, that is to say in the lower gripping assembly 10 in the example described.
Pour réaliser ce montage, on place tout d'abord la plaque de centrage 46 entre les deux demi-coquilles 34 et on introduit ces dernières dans l'évidement 18 de la tête de traction 14, de telle sorte que les lumières 38 viennent se placer sur les ergots 22. Du fait de cet assemblage et avant même la mise en place de l'écrou 40, l'encoche 48 formée dans la plaque de centrage 46 occupe une position précise. En effet, la plaque 46 est immobilisée dans son plan par suite de la pénétration des tétons 50 dans les trous 52 et les demi-coquilles 34 ne peuvent se déplacer qu'en rapprochement l'une de l'autre par rapport à la tête de traction 14, par suite de la pénétration des ergots 22 dans les lumières 38. To carry out this mounting, the centering plate 46 is first placed between the two half-shells 34 and the latter are introduced into the recess 18 of the traction head 14, so that the lights 38 are placed on the lugs 22. Because of this assembly and even before the nut 40 is put in place, the notch 48 formed in the centering plate 46 occupies a precise position. In fact, the plate 46 is immobilized in its plane as a result of the penetration of the pins 50 into the holes 52 and the half-shells 34 can only move in proximity to one another relative to the head of traction 14, as a result of the penetration of the pins 22 into the slots 38.
Les plaquettes constituant les mors 30 sont alors introduites dans les entailles 36 des demi-coquilles 34, puis l'extrémité de l'éprouvette E est introduite dans l'encoche 48 de la plaque de centrage 46. The plates constituting the jaws 30 are then introduced into the notches 36 of the half-shells 34, then the end of the test piece E is introduced into the notch 48 of the centering plate 46.
L'écrou 40 est alors mis en place et serré à l'aide d'une clé dynamométrique. L'extrémité correspondante de l'éprouvette E est ainsi bloquée par l'ensemble de préhension inférieur 10 dans une position parfaitement centrée sur l'axe d'application des efforts de la machine d'essai et dans une position angulaire précise. The nut 40 is then put in place and tightened using a torque wrench. The corresponding end of the test piece E is thus blocked by the lower gripping assembly 10 in a position perfectly centered on the axis of application of the forces of the testing machine and in a precise angular position.
Les deux têtes de traction 14 et 16 sont ensuite reliées l'une à l'autre par les deux cales latérales 54. Plus précisément, les cales 54 sont fixées rigidement sur la tête de traction inférieure 14, mais un déplacement axial de la tête de traction supérieure 16 reste possible car les vis 58 reçues dans les trous oblongs 56 ne sont pas serrées. Etant donné que les têtes de traction 14 et 16 sont identiques, l'orientation angulaire des ergots 22 des deux têtes est alors la même. The two traction heads 14 and 16 are then connected to each other by the two lateral shims 54. More specifically, the shims 54 are rigidly fixed on the lower traction head 14, but an axial displacement of the head upper traction 16 remains possible because the screws 58 received in the oblong holes 56 are not tightened. Since the traction heads 14 and 16 are identical, the angular orientation of the pins 22 of the two heads is then the same.
L'opérateur place ensuite les deux demi-coquilles 34 et les plaquettes constituant les mors 30 de l'ensemble de préhension supérieur 12 sur l'extrémité haute de l'éprouvette E et déplace axialement vers le bas la tête de traction inférieure 16, de façon à introduire cet ensemble de préhension dans l'évidement 18. Les lumières 38 coiffent alors les ergots 22 formés dans le fond 20 de cet évidement et l'extrémité correspondante de l'éprouvette E est amenée en contact contre ce fond 20. The operator then places the two half-shells 34 and the plates constituting the jaws 30 of the upper gripping assembly 12 on the upper end of the test piece E and moves the lower traction head 16 axially downwards, so as to introduce this gripping assembly into the recess 18. The slots 38 then cover the lugs 22 formed in the bottom 20 of this recess and the corresponding end of the test piece E is brought into contact against this bottom 20.
Etant donné que les orientations angulaires des ergots 22 des deux ensembles de préhension sont les mêmes du fait des cales latérales 56 et que les orientations angulaires des demi-coquilles 34 sont fixées par la coopération des lumières 38 avec les ergots 22, on est alors certain de n'induire aucun effort de torsion dans l'éprouvette E. Given that the angular orientations of the lugs 22 of the two gripping assemblies are the same due to the lateral shims 56 and that the angular orientations of the half-shells 34 are fixed by the cooperation of the lights 38 with the lugs 22, it is then certain not to induce any torsional force in the test piece E.
En outre, étant donné que l'extrémité de l'éprouvette E placée dans l'ensemble de préhension supérieur 12 se place librement entre les mors 30, du fait que cet ensemble de préhension supérieur 12 est dépourvu de plaque de centrage, l'application de tout effort de flexion sur l'éprouvette E est également évitée. In addition, since the end of the test piece E placed in the upper gripping assembly 12 is positioned freely between the jaws 30, owing to the fact that this upper gripping assembly 12 is devoid of a centering plate, the application any bending stress on the test piece E is also avoided.
Les vis de fixation 58 des cales latérales 54 sont alors bloquées pour garantir le maintien de cette position, après quoi l'écrou 40 de l'ensemble de préhension supérieur 12 est serré à l'aide d'une clé dynamométrique. L'extrémité supérieure de l'éprouvette
E est alors serrée dans l'ensemble de préhension supérieur 12.The fixing screws 58 of the lateral shims 54 are then blocked to guarantee that this position is maintained, after which the nut 40 of the upper gripping assembly 12 is tightened using a torque wrench. The upper end of the test tube
E is then clamped in the upper grip assembly 12.
Etant donné qu'il n'existe alors plus de risque pour induire des efforts parasites tels que des efforts de torsion ou de flexion dans l'éprouvette, les cales latérales 54 sont ensuite démontées. L'essai de traction peut alors être effectué en amenant l'éprouvette et les parties actives du dispositif de préhension à la température souhaitée à l'aide du four F, puis en appliquant l'effort de traction à l'aide de la machine d'essai. Since there is then no longer any risk for inducing parasitic forces such as torsion or bending forces in the test piece, the lateral shims 54 are then removed. The tensile test can then be carried out by bringing the test piece and the active parts of the gripping device to the desired temperature using the oven F, then applying the tensile force using the machine d 'test.
Etant donné que le montage du dispositif de préhension selon l'invention évite toute création d'effort parasite dans l'éprouvette et que les parties actives de ce dispositif sont placées à l'intérieur du four F, la fiabilité des essais de traction à haute température est assurée, quelle que soit la fragilité du matériau constituant l'éprouvette plate E. Given that the mounting of the gripping device according to the invention avoids any creation of parasitic force in the test piece and that the active parts of this device are placed inside the furnace F, the reliability of the tensile tests at high temperature is guaranteed, whatever the brittleness of the material constituting the flat specimen E.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CD | Change of name or company name | ||
| TP | Transmission of property | ||
| ST | Notification of lapse |