FR2936603A1 - Dispositif de test d'une fixation,notamment d'une fixation sertie ou aveugle,et procede de test utilisant un tel dispositif - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de test d'une fixation, comprenant : - deux plateaux (2, 3) montés coulissants l'un par rapport à l'autre selon une direction longitudinale, - une cellule (1) de mesure de forces, déportée à l'extérieur des plateaux, - un premier logement (6) permettant d'agencer une première plaque de test (8) en regard de la face extérieure (37) du premier plateau (2), et un second logement (7) permettant d'agencer une deuxième plaque de test (9) en regard de la face extérieure (38) du second plateau (3), la fixation à tester étant destinée à assembler les deux plateaux et les plaques de test, - des moyens (10, 14, 11, 16) adaptés pour appliquer une force sur la cellule (1) de mesure de forces en fonction de la force résultante exercée sur les plateaux (2, 3) durant la pose de la fixation à tester.

Description

La présente invention concerne un dispositif de test permettant de mesurer notamment la prétension d'une fixation sertie ou aveugle. Dans toute la description, on emploie les termes "une fixation" pour désigner un organe de liaison permettant d'assembler deux pièces (ou davantage).

Il existe plusieurs sortes de fixations : - les fixations dites fixations vissées, formées par une vis et un écrou, - les fixations dites fixations serties, qui comprennent généralement d'une part une bague de verrouillage, et d'autre part une tige présentant successivement une tête, une portion généralement cylindrique, une gorge hélicoïdale de sertissage (de profondeur et de largeur évolutives) destinée à être sertie par la bague de verrouillage, une gorge de rupture et une queue de préhension ; ces fixations sont posées à l'aide d'un outil de sertissage appelé pistolet, - les fixations dites fixations aveugles (ou rivets aveugles), utilisées lorsque les pièces à assembler ne présentent qu'un seul côté accessible, lesquelles fixations aveugles comprennent une tige portant une tête à une extrémité et une douille déformable à l'autre extrémité, laquelle douille se déforme en se déployant radialement lorsque la tige est tirée ; ces fixations sont posées à l'aide d'un outil également appelé pistolet. Les fixations utilisées pour l'assemblage de pièces d'un aéronef doivent être qualifiées. Elles subissent à cette fin une série d'essais déterminant leurs performances. Sont notamment mesurées : la charge limite à rupture en traction, la prétension, définie comme étant la tension que présente la fixation une fois installée, ainsi que, dans le cas d'une fixation sertie ou aveugle, la cinétique de pose. La mesure de la charge limite à rupture en traction d'une fixation vissée, sertie ou aveugle s'effectue à l'aide d'une machine de traction : la fixation à tester est montée dans la machine de façon à serrer deux plateaux de traction entre lesquels est généralement placée au moins une cale de rattrapage d'épaisseur en fonction de la longueur de ladite fixation. Les plateaux de traction de la machine sont progressivement écartés l'un de l'autre, jusqu'à obtenir la rupture de la fixation. L'effort appliqué pour écarter les plateaux est constamment mesuré ; celui mesuré à l'instant de la rupture fournit la charge limite à rupture en traction de la fixation. La norme NASM1312-8 qui régit cet essai permet d'obtenir des valeurs caractéristiques de référence pour chaque fixation ; ces valeurs peuvent ensuite être implémentées dans des modèles de calcul par éléments finis pour étudier des structures assemblées complexes.

La mesure de la prétension d'une fixation vissée, qui est fonction du couple de serrage, est effectuée à l'aide d'un banc d'essais couple/prétension. Un tel banc n'est pas adapté à la mesure de la prétension d'une fixation sertie ou aveugle, notamment en raison du caractère indémontable de ce type de fixation. Pour ces dernières, il est connu d'utiliser une machine de traction et une palette connue sous le nom de "paddle", que l'on insère entre deux cales d'épaisseur agencées entre les deux plateaux de la machine de traction, lesquels plateaux sont reliés par la fixation à tester. La palette présente un manche à l'extrémité duquel est suspendu un poids, tenu par un fil guidé par un système de poulie. Cet essai est décrit par la norme NASM1213-16. Les résultats obtenus dans le cadre de cet essai dépendent de nombreux paramètres, dont les coefficients de frottement des plateaux de la machine de traction, qui dépendent de l'état de surface (rugosité, aspérités, usure...) de chaque plateau et du paddle, de l'éventuel revêtement de surface qui les recouvre, etc. Cet essai fournit donc une valeur de prétension indicative, qui peut uniquement être utilisée pour comparer plusieurs fixations testées sur la même machine et avec les mêmes outillages. A ce jour, il n'existe aucun essai permettant de prédire la prétension réelle que présentera une fixation dans ses conditions réelles d'installation dans un aéronef. Enfin, l'étude de la cinétique de pose est réalisée à l'aide d'un anneau dynamométrique (anneau déformable élastiquernent muni de jauges de contraintes). Celui-ci est inséré entre deux plaques de test. La fixation à tester vient assembler l'ensemble. L'inconvénient majeur de cet essai provient du fait que l'anneau dynamométrique doit être étalonné à l'aide d'une machine de traction avant chaque nouvel essai, ce qui augmente le temps de réalisation de l'essai et peut être très pénalisant lorsqu'un grand nombre de fixations est à tester. Cet essai fournit une courbe de tension qui, dans le cas d'une fixation sertie, présente successivement : un palier correspondant au début du sertissage où la tension de la fixation est celle donnée par l'outil de sertissage (la bague de verrouillage est dans sa position définitive relativement à la tige et le premier filet de la gorge de sertissage est rempli) ; puis une augmentation rapide et constante de la tension, due à la traction exercée par l'outil, qui entraîne un allongement de la bague de verrouillage et de la tige de la fixation ; à la fin du sertissage, un pic de tension qui correspond à l'instant de rupture de la queue de préhension de la tige, suivi par un léger relâchement de la tension puis par un palier ; une dernière et faible chute de la tension lorsque l'outil libère la bague de verrouillage. La tension mesurée ensuite fournit une valeur indicative de la prétension de la fixation installée, qui, comme précédemment expliqué, varie selon les conditions d'essai et s'avère erronée dans le cas où la fixation n'est pas destinée à assembler des pièces en acier (matériau constitutif des plateaux de la machine de traction et des plaques de test). Cette valeur ne peut être utilisée que pour réaliser des comparaisons entre fixations. De surcroît, ce type d'essai ne prend pas en compte les phénomènes de relaxation qui surviennent durant une petite période suivant la pose de la fixation.

En outre, aucun des essais connus ne fournit d'informations sur le rapport entre la prétension de la fixation et sa charge limite à rupture en traction. Pourtant, de telles informations permettraient de déterminer l'impact des conditions de pose d'une fixation sur son comportement futur, sa durée de vie... Enfin, pour évaluer les performances d'une fixation sertie ou aveugle, les trois essais distincts décrits ci-dessus sont nécessaires, ces essais exigeant des outils de test (paddle, anneau dynamométrique, cales d'épaisseurs distinctes...) différents et des éprouvettes (fixations) distinctes. De même, la qualification d'une fixation vissée suppose la réalisation de deux essais indépendants, menés sur deux éprouvettes à l'aide de deux dispositifs distincts (machine de traction et banc d'essais couple/prétension). L'invention vise à pallier ces inconvénients en proposant tout d'abord un dispositif de test permettant de fournir une valeur réelle de la prétension d'une fixation, et notamment d'une fixation sertie ou aveugle, qui tienne compte de la destination de la fixation.

II est à noter que le dispositif de test selon l'invention peut être utilisé pour tout type de fixation, mais qu'il s'avère particulièrement avantageux pour les fixations serties ou aveugles, comme le démontrera la description de l'invention. L'invention vise aussi à fournir un dispositif de test permettant de mesurer à la fois la prétension réelle et la cinétique de pose d'une fixation (sertie ou aveugle). Dans une version préférée, l'invention vise également à fournir un dispositif de test permettant de mesurer de plus la charge limite à rupture en traction d'une fixation.

Un autre objectif de l'invention est de fournir un dispositif de test permettant d'étudier le rapport entre prétension et charge limite à rupture en traction d'une fixation. Un autre objectif de l'invention est de permettre d'étudier les modes de rupture d'une fixation, notamment en fonction de l'application finale de la fixation, ainsi que les modes de dégradation des matériaux en contact avec la fixation. Un autre objectif de l'invention est de fournir un dispositif de test permettant de réduire le temps nécessaire à la réalisation des diverses mesures imposées pour la qualification d'une fixation. Un autre objectif de l'invention est de fournir un dispositif de test permettant d'obtenir des mesures de prétension, charge limite à rupture en traction et le cas échéant cinétique de pose d'une fixation à partir d'une seule et même éprouvette. L'invention vise ainsi notamment à réduire considérablement les coûts associés aux essais d'étude et de qualification des fixations, en particulier des fixations serties ou aveugles. Pour ce faire, l'invention concerne un dispositif de test d'une fixation, comprenant deux plateaux montés coulissants l'un par rapport à l'autre selon une direction dite direction longitudinale, lesquels plateaux sont destinés à être assemblés par une fixation à tester, chaque plateau présentant une face frontale en regard de l'autre plateau, dite face intérieure, et une face frontale opposée, dite face extérieure. Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend : - une cellule de mesure de forces, déportée à l'extérieur des plateaux, - un premier logement de réception de plaque permettant d'agencer une plaque, dite plaque de test, en regard de la face extérieure de l'un û premierû des plateaux, et un second logement de réception de plaque permettant d'agencer une deuxième plaque de test en regard de la face extérieure du second plateau, la fixation à tester étant destinée à assembler les deux plateaux et les plaques de test, - des moyens, dits moyens de contrainte de la cellule en phase de pose, adaptés pour appliquer une force sur la cellule de mesure de forces en fonction de la force résultante exercée sur les plateaux durant la pose de la fixation à tester. L'invention s'étend à un procédé de test d'une fixation, caractérisé en ce que: - on utilise un dispositif de test selon l'invention, - on agence une plaque de test en regard de la face extérieure d'au moins un plateau du dispositif de test, - on assemble les deux plateaux et chaque plaque de test avec une fixation à tester, - on enregistre en continu la force mesurée par la cellule de mesure de forces, au moins durant la pose de la fixation.

De préférence, on agence une plaque de test en regard de la face extérieure de chaque plateau, la fixation à tester venant alors assembler les deux plateaux et les deux plaques de test. Ainsi, alors que les dispositifs antérieurs connus utilisent un anneau dynamométrique (pour étudier la cinétique de pose) ou un "paddle" (pour évaluer qualitativement la prétension) inséré entre deux plateaux d'une machine de traction, le dispositif et le procédé selon l'invention utilisent une cellule de mesure de forces. La cellule de mesure de forces selon l'invention permet de mesurer à la fois : - la tension instantanée de la fixation durant la pose de cette dernière, ce qui permet d'étudier sa cinétique de pose, - la prétension de la fixation installée, c'est-à-dire la tension résiduelle de la fixation en fin de pose et après relaxation de la fixation. Par ailleurs, cette cellule de mesure de forces n'est pas agencée entre les plateaux du dispositif, ce qui laisse la possibilité d'intercaler une épaisseur d'un matériau à tester sous la tête de la fixation d'une part, et sous la bague de verrouillage (fixation sertie) ou la douille déformable (fixation aveugle) de la fixation d'autre part. A cette fin, le dispositif comprend deux logements pour la réception de plaques de test en regard des faces extérieures des plateaux, l'ensemble étant adapté pour que la fixation à tester puisse assembler les plateaux 5 et les plaques de test. L'une des plaques de test est ainsi en contact avec la tête de la fixation, tandis que l'autre plaque de test est en contact avec la bague de verrouillage ou la douille déformable de la fixation. A chaque essai, les plaques de test à utiliser peuvent être choisies en fonction de l'application finale de la fixation à tester. Il est donc possible, pour la première fois, d'étudier la pose et le comportement d'une fixation dans des conditions simulant les conditions réelles de son installation future, en tenant compte, non seulement de la relaxation de la fixation, mais aussi et surtout des matériaux constitutifs des pièces que la fixation est destinée à assembler. Grâce aux plaques de test selon l'invention, la prétension mesurée selon l'invention correspond à la prétension réelle qu'aura la fixation une fois installée dans l'aéronef. La connaissance de la prétension réelle d'une fixation permet de réduire les marges de sécurité considérées dans les calculs de structure, d'affiner le dimensionnement des fixations et des pièces de l'aéronef et de limiter ainsi sa masse. De préférence, le dispositif comprend un jeu de plaques de test réalisées dans des matériaux distincts, par exemple choisis parmi : les aciers, l'aluminium et les alliages en contenant, les matériaux composites et notamment les matériaux polymériques renforcés à l'aide de fibres de carbone, le titane et ses alliages, les matériaux précités recouverts d'un revêtement de surface, etc. Avantageusement, la cellule de mesure de forces selon l'invention est une cellule dynamométrique ùsouvent appelée "capteur galette"ù ou un ensemble de plusieurs cellules dynamométriques. L'élément sensible d'une telle cellule dynamométrique est un élément piézoélectrique. Contrairement à un anneau dynamométrique qui doit être calibré avant chaque utilisation, une telle cellule dynamométrique est étalonnée une fois pour toutes. Elle dispose de surcroît d'une gamme de mesure plus étendue, d'une précision plus grande et d'un taux de déformation négligeable (raideur élevée).

Avantageusement, le dispositif selon l'invention comprend de plus des moyens de traction permettant d'écarter les plateaux l'un de l'autre, et des moyens, dits moyens de contrainte de la cellule en phase de traction, permettant d'appliquer une force sur la cellule de mesure de forces en fonction de la force résultante de traction exercée sur les plateaux par les moyens de traction. Dès lors, le dispositif selon l'invention permet également de mesurer la charge limite à rupture en traction d'une fixation. Dans le procédé selon l'invention, une fois la fixation posée comme précédemment expliqué, on écarte les plateaux l'un de l'autre à l'aide des moyens de traction, jusqu'à obtenir la rupture de la fixation, et on enregistre en continu, au cours de cette traction, la force mesurée par la cellule de mesure de forces. Cette mesure de la charge limite à rupture en traction s'effectue à la suite de la mesure de la prétension de la fixation, sur la même éprouvette. L'invention permet ainsi d'obtenir trois mesures déterminantes (cinétique de pose, prétension et charge limite à rupture en traction) à l'aide d'un seul dispositif, sur une même éprouvette et dans le cadre d'un unique essai. II en résulte un gain de temps important et une baisse significative des coûts. En outre, les résultats fournis peuvent être analysés pour étudier le rapport entre la prétension de la fixation et sa charge limite à rupture en traction. Enfin, les plaques de test, qui restent en place lors de la phase de traction et de rupture, permettent d'étudier l'influence du matériau sous tête et/ou sous bague de verrouillage (ou douille déformable) sur le mode de rupture de la fixation. De plus, la dégradation éventuelle des plaques de test peut être étudiée. De préférence, le premier plateau est monté fixe dans le dispositif. Avantageusement, les moyens de contrainte de la cellule en phase de pose comprennent un premier flasque, fixé à une première face de la cellule de mesure de forces et solidaire du premier plateau, et un deuxième flasque, solidaire du second plateau et agencé de façon à venir en appui, lorsque les deux plateaux se rapprochent l'un de l'autre, contre une deuxième face de la cellule de mesure de forces, opposée à la première.

Avantageusement, le dispositif comprend : - une glissière (fixe), dont une extrémité est formée par le premier plateau et dont l'autre extrémité est formée par le premier flasque, - un coulisseau, monté coulissant dans la glissière selon la direction longitudinale et traversant librement la cellule de mesure de forces par une lumière ménagée dans cette dernière, lequel coulisseau présente une extrémité formée par le second plateau d'un côté de la cellule de mesure de forces, ledit coulisseau portant le deuxième flasque de l'autre côté de la cellule de mesure de forces. Avantageusement, l'extrémité du coulisseau, dite extrémité d'entraînement, opposée au second plateau, présente un filetage externe selon la direction longitudinale. Le dispositif selon l'invention comprend par ailleurs un assemblage, dit cloche, adapté pour pouvoir être monté sur l'extrémité d'entraînement du coulisseau, ladite cloche comprenant : - un corps recevant l'extrémité d'entraînement du coulisseau et présentant un taraudage correspondant au filetage de celle-ci, - des moyens d'accouplement pour l'accouplement dudit corps avec un arbre moteur, - une embase présentant une surface d'appui destinée à venir en appui contre la deuxième face de la cellule de mesure de forces, laquelle embase est solidaire du corps de la cloche en translation selon la direction longitudinale et est monté rotative par rapport audit corps autour de cette direction longitudinale. Le coulisseau et son extrémité d'entraînement filetée, ainsi que la 15 cloche précitée, réalisent des moyens de traction et des moyens de contrainte de la cellule en phase de traction, tels que précédemment définis. D'autres détails et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, qui se réfère aux dessins schématiques annexés et porte sur des modes de réalisation préférentiels, fournis à titre 20 d'exemples non limitatifs. Sur ces dessins : - la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un mode de réalisation du dispositif de test selon l'invention, - la figure 2 est une vue schématique en coupe longitudinale du dispositif de la figure 1 comportant un outillage supplémentaire, 25 - la figure 3 est une vue schématique en perspective du dispositif de la figure 1. Le dispositif selon l'invention illustré sur les figures 1 à 3 comprend une cellule 1 de mesure de forces (représentée schérnatiquement par un bloc non détaillé), apte à mesurer la composante selon une direction D, dite direction 30 longitudinale, des forces qu'elle subit entre une première de ses faces, repérée 19, et une deuxième de ses faces, repérée 20, opposée à la première face 19, lesdites faces 19 et 20 étant orthogonales à la direction longitudinale. Cette cellule 1 de mesure de forces comprend de préférence une pluralité de capteurs de type galette, permettant ensemble de supporter et de mesurer des forces pouvant aller jusqu'à 600 kN. Le dispositif selon l'invention comprend de plus une glissière 10, agencée d'un premier côté de la cellule 1 de mesure de forces, et qui comporte : - un corps creux allongé dont l'axe coïncide sensiblement avec la direction longitudinale, ledit corps présentant deux ouvertures latérales 33 opposées (voir figure 3) s'étendant sur la quasi-totalité de sa longueur, - un plateau 2, dit premier plateau, s'étendant orthogonalement à la direction longitudinale et fermant une première extrémité du corps creux, - un flasque 14, dit premier flasque, délimitant la seconde extrémité du corps creux, lequel premier flasque 14 présente une surface d'appui 21 annulaire plaquée contre la première face 19 de la cellule 1 de mesure de forces ; ce premier flasque est fixé à ladite cellule par des vis 15. Le dispositif selon l'invention comprend également un coulisseau 11 allongé, dont l'axe coïncide sensiblement avec la direction longitudinale, et qui comprend une première partie 12 insérée dans la glissière 10 et une deuxième partie 13 traversant librement la cellule 1 de mesure de forces. A cette fin, les galettes de la cellule 1 de mesure de forces sont percées chacune d'un trou lisse, lesquels trous forment une lumière centrale pour le passage de la deuxième partie 13 du coulisseau. Le coulisseau comprend un plateau 3, dit second plateau, s'étendant orthogonalement à la direction longitudinale et formant l'une des extrémités de sa première partie 12. L'extrémité opposée de la première partie 12 est repérée 34 sur les figures.

Ladite première partie 12 du coulisseau 11 s'étend entièrement à l'intérieur de la glissière et est adaptée pour pouvoir coulisser dans celle-ci selon la direction longitudinale. Elle présente notamment à cette fin une longueur (selon la direction longitudinale) inférieure à la distance séparant le premier plateau 2 de la glissière 10 et la première face 19 de la cellule 1 de mesure de forces. Ce mouvement de coulissement est guidé par une clavette 24, laquelle clavette 24 interdit tout mouvement de rotation entre la glissière 10 et la première partie 12 du coulisseau. Les plateaux 2 et 3 sont ainsi montés coulissants l'un par rapport à l'autre selon la direction longitudinale. Par ailleurs, la première partie 12 du coulisseau présente, à l'instar de la glissière 10, deux ouvertures latérales 35 opposées (voir figure 3) s'étendant sur la quasi-totalité de sa longueur. La deuxième partie 13 du coulisseau 11 présente une première extrémité insérée dans la première partie 12 et par laquelle les deux parties 12 et 13 sont fixées l'une à l'autre au moyen d'une goupille 23 (cette goupille interdit à la fois tout mouvement relatif de translation selon la direction longitudinale et tout mouvement relatif de rotation autour de cette direction entre les deux parties 12 et 13). Ladite deuxième partie 13 présente une seconde extrémité 17 (opposée à la première) qui s'étend du second côté de la cellule 1 de mesure de forces, à distance de la deuxième face 20 de cette dernière. Cette extrémité 17 constitue une extrémité du coulisseau, dite extrémité d'entraînement. Elle est cylindrique de section circulaire et présente un filetage externe 18. Le coulisseau 11 comprend également un flasque 16, dit deuxième flasque, formé dans sa deuxième partie 13, du second côté de la cellule 1 de mesure de forces. Ce deuxième flasque 16 présente une surface d'appui 22 annulaire apte à venir en appui contre la deuxième face 20 de la cellule 1 de mesure de forces lorsque les plateaux 2 et 3 se rapprochent l'un de l'autre. Le coulisseau 11 peut coulisser selon la direction longitudinale dans la glissière 10 et dans la cellule 1 de mesure de forces entre : - une première position dans laquelle les plateaux 2 et 3 ne sont distants que d'un jeu de l'ordre de 1 mm, et dans laquelle la surface d'appui 22 du deuxième flasque 16 est en appui contre la deuxième face 20 de la cellule 1 de mesure de forces ; le jeu susmentionné est précisément prévu pour garantir que ledit deuxième flasque 16 vienne presser ladite face 20, - une deuxième position dans laquelle l'extrémité 34 de sa première partie 12 arrive en butée contre la première face 19 de la cellule de mesure de forces, et dans laquelle les plateaux 2 e1 3 sont suffisamment écartés pour garantir que la rupture de la fixation à tester est nécessairement intervenue (voir ci-après) ; la longueur de la première partie 12 du coulisseau est prévue pour que, en fonctionnement, cette deuxième position ne soit jamais atteinte. Par exemple, la première partie 12 présente une longueur (entre la face 36 du plateau 3 et son extrémité opposée 34) inférieure d'environ 6 mm à la distance séparant le plateau 2 de la première face 19 de la cellule de mesure de forces. A noter que la face frontale 36 de chaque plateau qui s'étend en regard de l'autre plateau est dite face intérieure dudit plateau ; l'autre face 37 du plateau 2 ùrespectivement face 38 du plateau 3ù est dite face extérieure du plateau. La glissière 10 comprend deux brides 5 fixées sur la face extérieure 37 du plateau 2, et qui, selon l'invention, délimitent un logement 6 de réception de plaque apte à recevoir une plaque de test 8. De façon analogue, le coulisseau 11 (ou plus précisément sa première partie 12) offre un logement 7 de réception de plaque apte à recevoir une plaque de test 9, que l'on insère dans le logement 7 par les ouvertures latérales 33 et 35 de la glissière 10 et du coulisseau 11. Les plateaux 2 et 3 et les plaques de test 8 et 9 sont percés d'alésages s'étendant selon la direction longitudinale et formant au moins une lumière 4 pour le passage d'une fixation à tester. Cette fixation est destinée à assembler et à serrer lesdits plateaux 2 et 3 et lesdites plaques de test 8 et 9. II est à noter que le logement 6 de réception de plaque permet de placer une plaque de test 8 contre la face extérieure 37 du plateau 2. De même, le logement 7 de réception de plaque permet de placer une plaque de test 9 contre la face extérieure 38 du plateau 3. Cependant, ce logement 7 permet également, si la longueur de la fixation à tester l'exige, de placer une plaque de test en regard de la face extérieure 38 du plateau 3 et d'intercaler une cale d'épaisseur entre ladite plaque de test et ledit plateau. II est aussi possible, en variante, pour adapter le dispositif à la longueur de la fixation à tester, d'utiliser des plaques de test d'épaisseurs diverses. Le dispositif comprend également des moyens informatiques de commande, dont des moyens d'enregistrement en continu de la force mesurée par la cellule 1 de mesure de forces. Le dispositif selon l'invention comprend enfin un outillage supplémentaire amovible, que l'on peut agencer du second côté de la cellule 1 de mesure de forces et qui est partiellement représenté sur la figure 3 uniquement. Cet outillage supplémentaire comprend un assemblage 25, appelé cloche en raison de sa forme, et un moteur (non représenté). La cloche 25 comprend un corps 26 et une embase 27.

Le corps 26 de la cloche comprend d'une part une partie cylindrique tubulaire de section circulaire, dont l'axe coïncide sensiblement avec la direction longitudinale. Cette partie cylindrique est adaptée pour pouvoir être montée sur l'extrémité d'entraînement 17 du coulisseau ; elle comporte à cette fin un taraudage 39 correspondant au filetage 18 de l'extrémité d'entraînement 17. Le corps 26 comprend d'autre part un fond 40 s'étendant orthogonalement à la direction longitudinale, à une extrémité de la partie cylindrique. Ce fond est percé d'une lumière 28 de section carrée, adaptée pour recevoir un arbre carré (non représenté) s'étendant selon la direction longitudinale et entraîné en rotation par un moteur. Cette lumière 28 réalise donc des moyens d'accouplement du corps 26 avec un arbre moteur. A son extrémité 42 opposée au fond 40, le corps 26 présente un retour radial 44 s'étendant radialement en saillie de sa partie cylindrique vers l'extérieur. L'embase 27 de la cloche 25 comprend une partie cylindrique tubulaire de section circulaire, dont l'axe coïncide sensiblement avec la direction longitudinale et qui s'étend autour du corps 26, notamment en regard de l'extrémité 42 de ce dernier. A une extrémité de sa partie cylindrique, l'embase 27 comprend un flasque 41, dit troisième flasque, s'étendant orthogonalement à la direction longitudinale, au-delà de l'extrémité 42 du corps 26. Ce troisième flasque 41 présente une surface d'appui 31 annulaire, apte à venir en appui contre la deuxième face 20 de la cellule 1 de mesure de forces. A l'autre extrémité de sa partie cylindrique, l'embase 27 présente un retour radial 43 s'étendant radialement vers l'intérieur de cette partie cylindrique. Entre le retour radial 44 du corps 26 et le retour radial 43 de l'embase 27 est agencée une butée 29, qui empêche tout déplacement relatif du corps 26 et de l'embase 27 en translation selon la direction longitudinale. Cette butée 29 est adaptée (de part ses dimensions et/ou son matériau constitutif, etc.) pour ne pas interdire la rotation ûselon la direction longitudinaleû de l'embase 27 par rapport au corps 26. Cette rotation est facilitée par un roulement 30, logé entre le troisième flasque 41 de l'embase 27 et le retour radial 44 du corps 26. Le moteur que l'on accouple à la cloche 25 est avantageusement un moto-réducteur sans balai (moteur de type "brush,/ess"), permettant de générer des efforts de 600 kN. Le dispositif selon l'invention tel qu'illustré sur les figures 1 et 2, c'est-à- dire dépourvu de sa cloche 25 (et du moteur associé), permet de mesurer la cinétique de pose et la prétension réelle d'une fixation, notamment d'une fixation sertie ou aveugle. Pour ce faire, on place tout d'abord, dans leur logement respectif, les plaques de test 8 et 9 correspondant, en termes de matériaux et de revêtements de surface, aux pièces que la fixation est destinée à assembler. On s'assure par ailleurs que le deuxième flasque 16 du coulisseau n'est pas en contact avec la deuxième face 20 de la cellule de mesure de forces, et que la valeur de force fournie par ladite cellule est bien nulle. On pose ensuite la fixation à tester dans le dispositif, en introduisant celle-ci dans la lumière 4 traversant les plateaux 2,3 et les plaques de test 8, 9, et en fermant ladite fixation à l'aide d'un pistolet. On utilise avantageusement le modèle de pistolet qui sera utilisé industriellement pour poser des fixations identiques à celle testée. En l'exemple illustré, la fixation à tester (non représentée) est une fixation aveugle : l'alésage ménagé dans la plaque de test 8 est élargi par une fraisure recevant la tête de la fixation ; aucune fraisure n'est prévue dans la plaque de test 9 contre laquelle vient s'appuyer la douille déformable de la fixation. Pour tester une fixation sertie, il suffit d'inverser les plaques de test 8 et 9 (sous réserve que ces dernières soient réalisées dans les matériaux souhaités).

La pose de la fixation entraîne tout d'abord le rapprochement des plateaux 2 et 3 (le coulisseau 11 coulisse dans la glissière 10), jusqu'à ce que le deuxième flasque 16 entre en contact avec la deuxième face 20 de la cellule de mesure de forces. A partir de cet instant, le premier flasque 14 et le deuxième flasque 16 compriment la cellule 1 de mesure de forces (entre ses faces 19 et 20).

La force de compression longitudinale résultante, qui augmente au fur et à mesure de la pose de la fixation, est mesurée par la cellule de mesure de forces. Cette force de compression est égale, en valeur absolue, à la tension induite dans la fixation. Elle atteint un maximum en fin de pose, lorsque la fixation (aveugle) est libérée par le pistolet (ou, s'agissant d'une fixation sertie, lorsque la queue de préhension de celle-ci se rompt). La force de compression ûou la tension de la fixationû diminue ensuite progressivement pour atteindre un palier, traduisant ainsi la relaxation de la fixation. La tension de la fixation à ce palier correspond à la prétension que la fixation aura dans ses conditions réelles d'installation. Une fois ce palier atteint, on agence la cloche 25 et le moteur, dans le dispositif de test, par vissage du corps 26 de ladite cloche sur l'extrémité d'entraînement 17 du coulisseau 11. On rappelle à cet égard que les première et deuxième parties du coulisseau sont rendues solidaires (notamment en rotation) par la goupille 23, et que la première partie du coulisseau (et donc l'ensemble de celui-ci) est bloquée en rotation notamment par la clavette 24. Tant que la surface d'appui 31 de l'embase 27 de la cloche n'a pas atteint la deuxième face 20 de la cellule 1 de mesure de forces, cette opération de vissage n'entraîne pas de déplacement du coulisseau et n'impose aucune force de traction au plateau 3. A partir du moment où ladite surface d'appui 31 entre en contact avec la deuxième face 20 de la cellule 1 de mesure de forces, la rotation du corps 26 de la cloche 25, qui est commandée par le moteur, entraîne un déplacement du coulisseau 11 en translation selon la direction longitudinale vers la cloche 25. Le moteur est de préférence choisi de façon à ce que sa rotation entraîne un déplacement du coulisseau contrôlé en mm/s. L'embase 27 quant à elle ne tourne plus, mais son troisième flasque 41 comprime progressivement la cellule 1 de mesure de forces (entre ses faces 19 et 20), conjointement avec le premier flasque 14. La cloche 25, le moteur associé et le coulisseau 11 réalisent ainsi des moyens motorisés de traction du plateau 3 relativement au plateau 2, qui reste fixe. Avec le premier flasque 14 de la glissière 10, ils forment également des moyens de contrainte de la cellule en phase de traction. La force de traction appliquée au plateau 3 est égale (en valeur absolue) à la force de compression subie par la cellule 1 de mesure de forces, qui est enregistrée en continu. Le corps 26 de la cloche 25 est ainsi entraîné en rotation par le moteur jusqu'à obtenir la rupture de la fixation. La force mesurée par la cellule 1 de mesure de forces à l'instant de la rupture fournit la charge limite à rupture en traction de la fixation. Les mesures de cinétique de pose, prétension et charge limite à rupture en traction décrites ci-dessus ont été réalisées à la suite les unes des autres dans le cadre d'un seul essai, sur une seule et même éprouvette, à l'aide d'un unique dispositif (par adjonction toutefois d'un outillage supplémentaire).

L'invention peut faire l'objet de nombreuses variantes par rapport au mode de réalisation illustré, dès lors que ces variantes entrent dans le cadre délimité par les revendications.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de test d'une fixation, comprenant deux plateaux (2, 3) montés coulissants l'un par rapport à l'autre selon une direction dite direction longitudinale, lesquels plateaux sont destinés à être assemblés par une fixation à tester, chaque plateau présentant une face frontale (36) en regard de l'autre plateau, dite face intérieure, et une face frontale (37, 38) opposée, dite face extérieure, caractérisé en ce qu'il comprend : - une cellule (1) de mesure de forces, déportée à l'extérieur des plateaux, - un premier logement (6) de réception de plaque permettant d'agencer une plaque (8), dite plaque de test, en regard de la face extérieure (37) de l'un (2), premier, des plateaux, et un second logement (7) de réception de plaque permettant d'agencer une deuxième plaque de test (9) en regard de la face extérieure (38) du second plateau (3), la fixation à tester étant destinée à assembler les deux plateaux et les plaques de test, - des moyens (10, 14, 11, 16), dits moyens de contrainte de la cellule en phase de pose, adaptés pour appliquer une force sur la cellule (1) de mesure de forces en fonction de la force résultante exercée sur les plateaux (2, 3) durant la pose de la fixation à tester.
2. 2. Dispositif de test selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un jeu de plaques de test (8, 9) réalisées dans des matériaux distincts, choisis parmi : les aciers, l'aluminium et les alliages en contenant, les matériaux composites et notamment les matériaux polymériques renforcés à l'aide de fibres de carbone, le titane et ses alliages, les matériaux précités recouverts d'un revêtement de surface.
3. 3. Dispositif de test selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de traction (11, 25) permettant d'écarter les plateaux (2, 3) l'un de l'autre, et des moyens (41, 14), dits moyens de contrainte de la cellule en phase de traction, permettant d'appliquer une force sur la cellule de mesure de forces en fonction de la force résultante de traction exercée sur les plateaux par les moyens de traction.
4. 4. Dispositif de test selon l'une des revendications 1 à 3, caractériséen ce que le premier plateau est monté fixe dans le dispositif.
5. 5. Dispositif de test selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de contrainte de la cellule en phase de pose comprennent un premier flasque (14), fixé à une première face (19) de la cellule de mesure de forces et solidaire du premier plateau (2), et un deuxième flasque (16), solidaire du second plateau (3) et agencé de façon à venir en appui, lorsque les deux plateaux se rapprochent l'un de l'autre, contre une deuxième face (20) de la cellule de mesure de forces, opposée à la première.
6. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend une glissière (10), dont une extrémité est formée par le premier plateau (2) et dont l'autre extrémité est formée par le premier flasque (14).
7. 7. Dispositif de test selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend un coulisseau (11), monté coulissant dans la glissière (10) selon la direction longitudinale et traversant librement la cellule (1) de mesure de forces par une lumière ménagée dans cette dernière, lequel coulisseau présente une extrémité formée par le second plateau (3) d'un côté de la cellule de mesure de forces, et porte le deuxième flasque (16) de l'autre côté de la cellule de mesure de forces.
8. 8. Dispositif de test selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'extrémité (17) du coulisseau, dite extrémité d'entraînement, opposée au second plateau (3), présente un filetage externe (18) selon la direction longitudinale, et le dispositif comprend un assemblage (25), dit cloche, adapté pour pouvoir être monté sur l'extrémité d'entraînement du coulisseau, ladite cloche comprenant : - un corps (26) recevant l'extrémité d'entraînement (17) du coulisseau et présentant un taraudage (39) correspondant au filetage (18) de celle-ci, - des moyens d'accouplement (28) pour l'accouplement dudit corps (26) avec un arbre moteur, - une embase (27) présentant une surface d'appui (31) destinée à venir en appui contre la deuxième face (20) de la cellule de mesure de forces, laquelle embase est solidaire du corps de la cloche en translation selon la direction longitudinale et est monté rotative par rapport audit corps autour de cette direction longitudinale.
9. 9. Procédé de test d'une fixation, caractérisé en ce que :- on utilise un dispositif de test selon l'une des revendications 1 à 8, - on agence une plaque de test (8, 9) en regard de la face extérieure (37, 38) d'au moins un plateau du dispositif de test, - on assemble les deux plateaux (2, 3) et chaque plaque de test (8, 9) avec une fixation à tester, - on enregistre en continu la force mesurée par la cellule (1) de mesure de forces, au moins durant la pose de la fixation.
10. 10. Procédé de test selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'on utilise un dispositif selon la revendication 3 et en ce que, une fois la fixation posée, on écarte les plateaux (2, 3) l'un de l'autre à l'aide des moyens de traction (25,
11. 11), jusqu'à obtenir la rupture de la fixation, et on enregistre en continu, au cours de cette traction, la force mesurée par la cellule (1) de mesure de forces.