FR2966598A1

FR2966598A1 - System for soliciting glass cylinder in translation, has piston whose surface is exposed to fluid such that fluid generates force for moving piston on surface, so that force solicits glass cylinder in translation

Info

Publication number: FR2966598A1
Application number: FR1058733A
Authority: FR
Inventors: Frederic Datcharry; Lois Marchetti
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA; Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2010-10-25
Filing date: 2010-10-25
Publication date: 2012-04-27
Anticipated expiration: 2030-10-25
Also published as: FR2966598B1

Abstract

The system has an enclosure (2) with a wall and adopted to fill pressurized fluid (20), and a piston (3) mounted in translation along a translation axis (AA). The piston comprises a clamp (6) cooperating with a glass cylinder (1). The piston comprises a surface (11) extending perpendicular to the translation axis. The surface is exposed to the fluid such that the fluid generates force for moving the piston on the surface, so that the force solicits the glass cylinder in translation.

Description

DOMAINE TECHNIQUE GENERAL La présente invention concerne un système de sollicitation en translation 5 d'une éprouvette, comportant - une enceinte comportant une paroi et apte à être remplie d'un fluide sous pression ; et - un piston monté en translation, par rapport à la paroi, selon un axe de translation, de façon étanche au travers de la paroi, le piston comportant 10 une attache apte à permettre la sollicitation de ladite éprouvette en translation. ETAT DE L'ART On connaît des machines de traction d'une éprouvette, pilotées en vitesse de déformation de l'éprouvette, et couplées à des équipements de 15 caractérisation du comportement des matériaux composant les éprouvettes. Parfois les éprouvettes sont exposées à des hautes pressions d'atmosphère réactive, encore appelée `milieux pressurisés'. Pour réaliser les essais de traction en milieux pressurisés, les machines comportent en général des vérins électriques ou des moteurs 20 électriques. Ces machines sont efficaces et donnent de très bons résultats. Néanmoins, outre le coût élevé de telles machines, elles présentent également deux limitations techniques, à savoir : - un encombrement spatial important, susceptible de limiter leur 25 utilisation dans certains environnements exigus, - une gamme limitée de vitesses de déformation accessibles, susceptible de limiter leur utilisation, notamment dans le cadre de l'étude des mécanismes de fragilisation par l'hydrogène (FPH) à haute température (Chene et al. Metall. Mater. Trans. A, 35(2), 2004, pp. 457-464). 30 PRESENTATION DE L'INVENTION L'invention propose de pallier au moins un de ces inconvénients. A cet effet, on propose selon l'invention un système de sollicitation en translation d'une éprouvette, comportant - une enceinte comportant une paroi et apte à être remplie d'un fluide sous pression ; et - un piston monté en translation, par rapport à la paroi, selon un axe de translation, de façon étanche au travers de la paroi, le piston comportant 5 une attache apte à coopérer avec une éprouvette ; le système étant caractérisé en ce que le piston comporte en outre une surface s'étendant perpendiculairement à l'axe de translation et destinée à être exposée au fluide sous pression, de sorte que le fluide sous pression engendre sur ladite surface une force apte à mouvoir le piston et donc une 10 force de sollicitation en translation d'une éprouvette coopérant avec l'attache. L'invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible : 15 - le système comporte un vérin comportant un cylindre, un galet relié au piston, monté dans le cylindre et mobile en translation, par rapport au cylindre, selon l'axe de translation, le vérin étant ainsi apte à exercer une force de commande sur le piston pour commander une vitesse de la sollicitation de l'éprouvette ; 20 - le vérin comporte une chambre comprise entre d'une part le cylindre et d'autre part un côté du galet non relié au piston, la chambre étant apte à être remplie d'un fluide incompressible, le cylindre comportant en outre une sortie d'évacuation du fluide incompressible hors de la chambre, la force de commande étant déterminée par une pression du fluide incompressible 25 dans la chambre s'appliquant sur le galet, et la vitesse de sollicitation de l'éprouvette étant déterminée par un débit d'évacuation du fluide au travers de la sortie ; - la sortie est reliée à une électrovanne pour commander le débit d'évacuation ; 30 - le système comporte une buse de soufflage du fluide incompressible en sortie de l'électrovanne ; - le système comporte un détendeur placé entre la sortie et l'électrovanne pour commander une pression constante entre le détendeur et l'électrovanne ; - le système comporte un capteur de la pression du fluide incompressible 5 dans la chambre ; - le système comporte un thermostat pour commander une température du fluide incompressible dans la chambre ; - le système comporte un capteur de déplacement du galet ; - le piston comporte un appui ponctuel sur le galet. 10 L'invention présente de nombreux avantages. L'invention permet l'augmentation de la gamme de vitesses de déformation accessibles, tout en réduisant les facteurs coût et encombrement spatial. PRESENTATION DES FIGURES 15 D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente schématiquement une vue en coupe d'un mode de réalisation possible d'un système selon l'invention ; 20 - les figures 2 représentent schématiquement le déplacement progressif d'un piston, monté en translation sur un système selon la figure 1, et coopérant avec une éprouvette à solliciter ; et - la figure 3 représente schématiquement une liaison entre un piston et un vérin d'un système selon la figure 1. 25 Sur l'ensemble des figures, les éléments similaires portent des références numériques identiques. DESCRIPTION DETAILLEE La figure 1 représente schématiquement une vue en coupe d'un mode de réalisation possible d'un système selon l'invention de sollicitation en 30 translation d'une éprouvette 1. Le système comporte principalement une enceinte 2 et un piston 3. GENERAL TECHNICAL FIELD The present invention relates to a system for biasing in translation 5 a specimen, comprising - an enclosure having a wall and adapted to be filled with a fluid under pressure; and a piston mounted in translation relative to the wall, along a translational axis, in leaktight manner through the wall, the piston comprising a fastener adapted to allow the said test piece to be biased in translation. STATE OF THE ART Traction machines of a test specimen, controlled by the speed of deformation of the specimen, and coupled to equipment for characterizing the behavior of the materials composing the specimens, are known. Sometimes the specimens are exposed to high pressures in a reactive atmosphere, also known as 'pressurized media'. To perform tensile tests in pressurized environments, the machines generally comprise electric cylinders or electric motors. These machines are efficient and give very good results. However, in addition to the high cost of such machines, they also have two technical limitations, namely: a large space requirement, which may limit their use in certain cramped environments, a limited range of accessible strain rates, which may limit their use, in particular in the context of the study of hydrogen embrittlement mechanisms (FPH) at high temperature (Chene et al., Metall, Trans A, 35 (2), 2004, pp. 457-464). ). SUMMARY OF THE INVENTION The invention proposes to overcome at least one of these disadvantages. For this purpose, there is provided according to the invention a biasing system in translation of a specimen, comprising - an enclosure having a wall and adapted to be filled with a fluid under pressure; and - a piston mounted in translation, with respect to the wall, along a translation axis, sealingly through the wall, the piston comprising a fastener adapted to cooperate with a test piece; the system being characterized in that the piston further comprises a surface extending perpendicularly to the translation axis and intended to be exposed to the fluid under pressure, so that the fluid under pressure generates on said surface a force able to move the piston and therefore a translational biasing force of a specimen cooperating with the fastener. The invention is advantageously completed by the following features, taken alone or in any of their technically possible combination: the system comprises a jack comprising a cylinder, a roller connected to the piston, mounted in the cylinder and movable in translation, by relative to the cylinder, along the axis of translation, the jack being thus able to exert a control force on the piston to control a speed of the solicitation of the specimen; The jack comprises a chamber between the cylinder on the one hand and a side of the roller not connected to the piston, on the other hand, the chamber being able to be filled with an incompressible fluid, the cylinder further comprising an output of discharging the incompressible fluid from the chamber, the control force being determined by a pressure of the incompressible fluid in the chamber applying to the roller, and the speed of stress of the test piece being determined by an evacuation flow rate fluid through the outlet; the outlet is connected to a solenoid valve to control the evacuation flow rate; The system comprises a nozzle for blowing the incompressible fluid at the outlet of the solenoid valve; - The system comprises an expansion valve placed between the outlet and the solenoid valve to control a constant pressure between the expander and the solenoid valve; the system comprises a sensor of the incompressible fluid pressure in the chamber; the system comprises a thermostat for controlling a temperature of the incompressible fluid in the chamber; the system comprises a roller displacement sensor; - The piston has a punctual support on the roller. The invention has many advantages. The invention makes it possible to increase the range of accessible deformation speeds, while reducing the factors cost and spatial space. PRESENTATION OF THE FIGURES Other characteristics, objects and advantages of the invention will emerge from the description which follows, which is purely illustrative and nonlimiting, and which should be read with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 shows schematically a sectional view of a possible embodiment of a system according to the invention; FIG. 2 schematically represents the progressive displacement of a piston, mounted in translation on a system according to FIG. 1, and cooperating with a specimen to be stressed; and FIG. 3 schematically represents a connection between a piston and a jack of a system according to FIG. 1. In the set of figures, similar elements bear identical reference numerals. DETAILED DESCRIPTION FIG. 1 schematically represents a sectional view of a possible embodiment of a system according to the invention for biasing the translation of a specimen 1 in translation. The system mainly comprises an enclosure 2 and a piston 3.

L'enceinte 2 comporte une paroi 21 et est apte à être remplie d'un fluide 20 sous pression, le fluide formant ce que l'homme du métier appelle un `milieu pressurisé'. L'enceinte 2 est préférentiellement intégralement remplie d'un fluide, préférentiellement de l'eau, sous forme de vapeur ou de liquide, mais d'autres fluides sont également envisageables. La pression du fluide 20 peut varier dans une gamme allant de quelques bars quelques centaines de bars, par exemple environ 180 bars. Le piston 3 est quant à lui monté en translation, par rapport à la paroi 10 21, selon un axe (AA) de translation, de façon étanche au travers de la paroi 21. Le piston 3 comporte une attache 6 apte à coopérer avec l'éprouvette 1. L'attache 6 est par exemple formée de goupilles en saillie par rapport au piston 3, coopérant avec une tête de l'éprouvette 1. 15 Le piston 3 comporte en outre une surface 11 s'étendant perpendiculairement à l'axe (AA) de translation et destinée à être exposée au fluide 20 sous pression, de sorte que le fluide 20 sous pression engendre sur ladite surface 11, et comme le montre la figure 2A, une force Fp apte à mouvoir le piston 3, et donc à générer une force qui permettra la 20 sollicitation en translation d'une éprouvette 1 lorsque celle-ci coopère avec l'attache 6. Comme le montre la figure 2A, la force Fp s'applique sur la surface 11 du piston 3. En effet, le piston 3 est partiellement immergé dans le fluide 20 dans l'enceinte 2, une autre partie du piston 3 étant située hors de 25 l'enceinte 2. La différence de pression qui résulte de cette configuration est à l'origine de la force Fp que subit le piston 3 au niveau de la surface 11. Fp est dirigée selon l'axe (AA), vers le bas sur les figures 2 (à savoir dans le sens de la traction de l'éprouvette 1), et définie par (E1): Fp=PmxSp(E1) 30 où Pm est la pression relative régnant dans l'enceinte, et Sp est la valeur de la surface 11, correspondant par exemple à la section droite du piston 3, si l'attache 6 est positionnée latéralement par rapport au piston 3. The enclosure 2 has a wall 21 and is capable of being filled with a fluid 20 under pressure, the fluid forming what the skilled person calls a `pressurized medium '. The chamber 2 is preferably completely filled with a fluid, preferably water, in the form of vapor or liquid, but other fluids are also conceivable. The fluid pressure can vary in a range from a few bars to a few hundred bars, for example about 180 bar. The piston 3 is mounted in translation, relative to the wall 21, along an axis (AA) of translation, sealingly through the wall 21. The piston 3 comprises a fastener 6 adapted to cooperate with the 1. The fastener 6 is for example formed of pins protruding from the piston 3, cooperating with a head of the test piece 1. The piston 3 further comprises a surface 11 extending perpendicularly to the axis (AA) translation and intended to be exposed to the fluid 20 under pressure, so that the fluid 20 under pressure generates on said surface 11, and as shown in Figure 2A, a force Fp able to move the piston 3, and therefore to generate a force which will allow the translational bias of a specimen 1 when it cooperates with the fastener 6. As shown in Figure 2A, the force Fp is applied to the surface 11 of the piston 3. Indeed , the piston 3 is partially immersed in the fluid 20 in the chamber 2, a The other part of the piston 3 being located outside the enclosure 2. The pressure difference which results from this configuration is at the origin of the force Fp which the piston 3 undergoes at the level of the surface 11. Fp is directed according to the axis (AA), downwards in FIG. 2 (namely in the direction of the pull of the test piece 1), and defined by (E1): Fp = PmxSp (E1) where Pm is the relative pressure prevailing in the chamber, and Sp is the value of the surface 11, corresponding for example to the cross section of the piston 3, if the fastener 6 is positioned laterally with respect to the piston 3.

Sp est dimensionnée de manière à avoir une valeur de Fp très supérieure à la force nécessaire pour atteindre la contrainte à la rupture des différents types d'éprouvettes 1 testées. Sp is dimensioned so as to have a value of Fp much greater than the force necessary to reach the breaking stress of the different types of test pieces 1 tested.

Il est souhaitable de pouvoir commander une vitesse de la sollicitation de l'éprouvette 1. A cet effet, le système comporte un vérin 4 comportant principalement un cylindre 41 et un galet 42 relié du piston 3. It is desirable to be able to control a speed of the loading of the specimen 1. For this purpose, the system comprises a jack 4 mainly comprising a cylinder 41 and a roller 42 connected to the piston 3.

Le galet 42 est monté dans le cylindre 41, mobile en translation par rapport au cylindre 41, selon l'axe (AA) de translation. Afin d'éviter que la liaison entre le galet 42 et le piston 3 puisse générer une déviation de la direction de sollicitation en translation de l'éprouvette 1 par rapport à la direction de sollicitation de référence (selon l'axe (AA)), la figure 3 montre que le piston 3 comporte préférentiellement mais non Iimitativement un appui ponctuel sur le galet 42. Le vérin 4 comporte une chambre 9 comprise entre d'une part le cylindre 41 et d'autre part un côté du galet 42 non relié au piston 3. La chambre 9 est apte à être remplie d'un fluide incompressible, et est initialement remplie d'eau sous forme liquide, et toute bulle d'air est éliminée. Le cylindre 41 comporte en outre une sortie 43 d'évacuation du fluide incompressible hors de la chambre 9. Comme le montre la figure 2A, le vérin 4 est apte à exercer une force 25 Fv de commande sur le piston 3. On voit sur les figures 2 que Fv est dirigée selon l'axe (AA), vers le haut (à savoir dans le sens de la retenue du piston 3 soumis à la force Fp), et définie par (E2): Fv = Pv x Spv (E2) 30 où Pv est la pression relative du fluide incompressible dans la chambre 9, et Spv est la valeur de la surface du galet 42 exposée au fluide incompressible dans la chambre 9. The roller 42 is mounted in the cylinder 41, movable in translation relative to the cylinder 41, along the axis (AA) of translation. In order to prevent the connection between the roller 42 and the piston 3 from being able to generate a deflection of the direction of translation biasing of the specimen 1 with respect to the direction of reference stress (along the axis (AA)), FIG. 3 shows that the piston 3 preferably comprises, but not only, a point support on the roller 42. The jack 4 comprises a chamber 9 between, on the one hand, the cylinder 41 and, on the other hand, a side of the roller 42 not connected to the piston 3. The chamber 9 is able to be filled with an incompressible fluid, and is initially filled with water in liquid form, and any bubble of air is eliminated. The cylinder 41 further comprises an outlet 43 for discharging the incompressible fluid from the chamber 9. As shown in FIG. 2A, the jack 4 is able to exert a control force Fv on the piston 3. It can be seen in FIG. 2 that Fv is directed along the axis (AA), upwards (ie in the direction of the retention of the piston 3 subjected to the force Fp), and defined by (E2): Fv = Pv x Spv (E2) Where Pv is the relative pressure of the incompressible fluid in the chamber 9, and Spv is the value of the surface of the roller 42 exposed to the incompressible fluid in the chamber 9.

De manière avantageuse, le système comporte un capteur 5 de la pression du fluide incompressible dans la chambre 9. De cette manière, Pv peut être mesurée et connue à chaque instant par le capteur 5. Advantageously, the system comprises a sensor 5 of the incompressible fluid pressure in the chamber 9. In this way, Pv can be measured and known at any time by the sensor 5.

Le système comporte avantageusement des moyens 100 de traitement et de calcul, reliés au capteur 5, de sorte que Fv peut être connue à chaque instant, grâce à la formule (E2), Spv étant connue par ailleurs par construction du vérin 4. The system advantageously comprises processing and calculation means 100, connected to the sensor 5, so that Fv can be known at any time by means of the formula (E2), Spv being otherwise known by construction of the jack 4.

La vitesse de sollicitation de l'éprouvette 1 est déterminée par un débit d'évacuation du fluide au travers de la sortie 43. A cet effet, le système comporte une électrovanne 8 reliée à la sortie 43, pour commander le débit d'évacuation du fluide. L'ouverture et la fermeture contrôlées de l'électrovanne 8 conduit, par écoulement du fluide incompressible contenu dans la chambre 9 du vérin 4 via la sortie 43, à un déplacement vers le bas du galet 42 et du piston 3. L'électrovanne 8 est connue de l'homme du métier et est disponible dans le commerce. L'ouverture et la fermeture sont pilotées par des impulsions de 5 V, 20 dont la fréquence (de 0,5 à 200 Hz) et la durée (de 0,5 à 5 ms) peuvent être pilotées indépendamment. Le volume V de fluide incompressible écoulé via la sortie 43 peut être relié au déplacement h selon l'axe (AA) du galet 42 par la relation (E3): h = V/Spv (E3) 25 où Spv est la valeur de la surface du galet 42 exposée au fluide incompressible dans la chambre 9. Afin de mesurer h, le système comporte un capteur 7 de déplacement du piston 3, relié aux moyens 100. The biasing velocity of the specimen 1 is determined by a discharge rate of the fluid through the outlet 43. For this purpose, the system comprises a solenoid valve 8 connected to the outlet 43, to control the evacuation rate of the fluid. The controlled opening and closing of the solenoid valve 8 leads, by flow of the incompressible fluid contained in the chamber 9 of the jack 4 via the outlet 43, to a downward movement of the roller 42 and the piston 3. The solenoid valve 8 is known to those skilled in the art and is commercially available. The opening and closing are controlled by pulses of 5 V, whose frequency (from 0.5 to 200 Hz) and the duration (from 0.5 to 5 ms) can be controlled independently. The volume V of incompressible fluid flow via the outlet 43 may be connected to the displacement h along the axis (AA) of the roller 42 by the relation (E3): h = V / Spv (E3) where Spv is the value of the surface of the roller 42 exposed to the incompressible fluid in the chamber 9. In order to measure h, the system comprises a sensor 7 for displacing the piston 3, connected to the means 100.

30 Le volume V par unité de temps est fonction de trois paramètres, à savoir la pression en amont de l'électrovanne 8, la durée des impulsions d'ouverture et de fermeture de l'électrovanne, et la fréquence des impulsions. The volume V per unit of time is a function of three parameters, namely the pressure upstream of the solenoid valve 8, the duration of the opening and closing pulses of the solenoid valve, and the frequency of the pulses.

Par exemple, la pression en amont de l'électrovanne 8 et la durée des impulsions sont fixées et constantes dans le temps. La fréquence d'ouverture et de fermeture de l'électrovanne 8 est donc modulée pour faire varier la vitesse de déplacement du galet 42 et du piston 3. For example, the pressure upstream of the solenoid valve 8 and the duration of the pulses are fixed and constant over time. The opening and closing frequency of the solenoid valve 8 is thus modulated to vary the speed of displacement of the roller 42 and the piston 3.

On comprend qu'une commande fine de la vitesse de déplacement du galet 42 implique nécessairement une pression constante en amont de l'électrovanne 8. Or, la pression dans la chambre 9 peut varier au cours de l'essai de traction, comme suite à un écoulement du fluide incompressible via la sortie 43. It is understood that a fine control of the speed of displacement of the roller 42 necessarily implies a constant pressure upstream of the solenoid valve 8. However, the pressure in the chamber 9 can vary during the tensile test, as a result of a flow of the incompressible fluid via the outlet 43.

Par conséquent, avantageusement, le système comporte un détendeur 10, par exemple à piston (également appelé « régulateur de pression » par l'homme du métier), placé entre la sortie 43 et l'électrovanne 8, pour commander une pression constante entre le détendeur (10) et l'électrovanne (8). Therefore, advantageously, the system comprises an expander 10, for example piston (also called "pressure regulator" by the skilled person), placed between the outlet 43 and the solenoid valve 8, to control a constant pressure between the expansion valve (10) and the solenoid valve (8).

De ce fait, on obtient une valeur de pression constante en amont de l'électrovanne 8, permettant d'obtenir un débit d'évacuation du fluide incompressible, en aval de l'électrovanne 8, indépendant du temps. Deux parties du vérin peuvent donc être distinguées, à savoir : - la partie haute pression en amont du détendeur 10, et - la partie basse pression entre le détendeur 10 et l'électrovanne 8. As a result, a constant pressure value is obtained upstream of the solenoid valve 8, making it possible to obtain a discharge flow rate of the incompressible fluid downstream of the solenoid valve 8, independent of the time. Two parts of the jack can thus be distinguished, namely: the high pressure part upstream of the expander 10, and the low pressure part between the expander 10 and the solenoid valve 8.

La relation (E4) (déduite de (E3)) permet de relier la fréquence f imposée à l'électrovanne 8 à la vitesse v de déplacement du galet 42 : v _ dh _ 1 x dV _ f xVi (E4) dt Spv dt Spv où Vi est le volume libéré par l'électrovanne à chaque impulsion (de l'ordre de 30 nL), Vi dépendant de la pression en amont de l'électrovanne et de la durée de l'impulsion. Pour que le volume Vi soit reproductible, la pression dans la partie basse pression ne doit pas être changée, ce qui implique également que le 30 tarage du détendeur ne doit pas varier. Etant donné que le terme Vi n'est pas connu de façon précise on a recours à un étalonnage pour le déterminer. Pour ce faire, une fréquence f quelconque est imposée à l'électrovanne, et la vitesse de déplacement v est mesurée. La valeur de Vi peut ainsi être déterminée à partir de l'équation (E4) et d'un relevé de mesures de v pour différentes valeurs de f. The relation (E4) (deduced from (E3)) makes it possible to connect the frequency f imposed on the solenoid valve 8 with the speed v of displacement of the roller 42: v _ dh _ 1 x dV _ f xVi (E4) dt Spv dt Spv where Vi is the volume released by the solenoid valve at each pulse (of the order of 30 nL), Vi depending on the pressure upstream of the solenoid valve and the duration of the pulse. In order for the volume Vi to be reproducible, the pressure in the low pressure part must not be changed, which also implies that the calibration of the regulator must not vary. Since the term Vi is not known precisely, a calibration is used to determine it. To do this, any frequency f is imposed on the solenoid valve, and the displacement velocity v is measured. The value of Vi can thus be determined from equation (E4) and a measurement record of v for different values of f.

Afin d'encore améliorer la reproductibilité de la valeur de Vi, le système comporte avantageusement une buse 81 de soufflage du fluide incompressible en sortie de l'électrovanne 8. Les effets perturbateurs de la capillarité au niveau de l'électrovanne 8 sont ainsi évités. In order to further improve the reproducibility of the value of Vi, the system advantageously comprises a nozzle 81 for blowing the incompressible fluid at the outlet of the solenoid valve 8. The disruptive effects of the capillarity at the level of the solenoid valve 8 are thus avoided.

Par ailleurs, afin d'éviter les effets perturbateurs des variations de température dans la chambre 9 du vérin 4, le système comporte un thermostat 44 pour commander une température du fluide incompressible dans la chambre 9. Moreover, in order to avoid the disturbing effects of the temperature variations in the chamber 9 of the jack 4, the system comprises a thermostat 44 for controlling a temperature of the incompressible fluid in the chamber 9.

Les développements qui suivent décrivent le principe de fonctionnement du système. Avant le démarrage d'un essai (figure 2A), le piston 3, pourtant soumis à la force Fp s'exerçant sur la surface 11, n'est pas directement en contact avec l'éprouvette 1, car il existe en général un jeu entre l'attache 6 de traction, disposée latéralement par rapport au piston 3, et une tête de l'éprouvette 1. A ce stade, il n'y a pas d'interaction entre le piston 3 et l'éprouvette 1. Le piston 3 n'exerce donc pas de force sur l'éprouvette, et réciproquement. Le bilan des forces sur le piston 3 (figure 2A) peut être décrit par la 25 relation: Fv = Fp. Afin de débuter un essai de traction (mise en contrainte de l'éprouvette), il est nécessaire de déplacer vers le bas le galet 42 du vérin 4, en écoulant un volume du fluide incompressible hors de la chambre 9 via la 30 sortie 43. Du fait de la liaison entre le galet 42 et le piston 3, et du fait de la force Fp s'exerçant sur le piston 3 sur la surface 11, il y a également abaissement du piston 3 jusqu'à ce que l'attache 6 soit en contact avec la tête basse de l'éprouvette 1 (figure 2B). Dans ces conditions, le piston 3 exerce une force sur l'éprouvette, dont l'intensité Fe est égale à la différence entre Fp et Fv : c'est le début de 5 l'essai de traction. A ce stade, on peut faire le bilan des forces qui s'exercent sur le piston 3 selon l'axe (AA): une force Fp dirigée vers le bas et deux forces dirigées vers le haut, à savoir Fv et Fe (Fe étant la force exercée par l'éprouvette sur le piston 3. 10 Fp est constante dans le temps et connue de la formule (E1) car la pression Pm dans l'enceinte 2 est régulée en permanence, par construction, Fv est mesurée et connue à tout moment par l'intermédiaire du capteur 5 de pression du vérin 4 et de la formule (E2). Fe est déduite des deux valeurs Fp et Fv, et permet d'accéder à la 15 contrainte 6e subie par l'éprouvette 1 (de section droite Se) à partir de la relation (E5): 6e_Fe_Fp-Fv (E5) Se Se où Fv et Fe varient durant l'essai de traction, alors que Fp est constante dans le temps. 20 En plus de la détermination de la contrainte 6e subie par l'éprouvette 1, le tracé de la courbe de traction nécessite de mesurer l'allongement de l'éprouvette 1, qui correspond au déplacement h vertical du piston 3, mesuré via le capteur de déplacement 7. The following developments describe the operating principle of the system. Before the start of a test (FIG. 2A), the piston 3, nevertheless subjected to the force Fp exerted on the surface 11, is not directly in contact with the test-tube 1, since there is generally a set between the traction fastener 6, arranged laterally with respect to the piston 3, and a head of the specimen 1. At this stage, there is no interaction between the piston 3 and the test piece 1. The piston 3 does not exert force on the specimen, and vice versa. The balance of forces on the piston 3 (FIG. 2A) can be described by the relation: Fv = Fp. In order to start a tensile test (stressing of the specimen), it is necessary to move the roller 42 of the cylinder 4 downwards, by flowing a volume of the incompressible fluid out of the chamber 9 via the outlet 43. Due to the connection between the roller 42 and the piston 3, and because of the force Fp exerted on the piston 3 on the surface 11, there is also lowering of the piston 3 until the fastener 6 in contact with the lower head of the test piece 1 (FIG. 2B). Under these conditions, the piston 3 exerts a force on the specimen, whose intensity Fe is equal to the difference between Fp and Fv: this is the beginning of the tensile test. At this stage, it is possible to take stock of the forces acting on the piston 3 along the axis (AA): a force Fp directed downwards and two forces directed upwards, namely Fv and Fe (Fe being the force exerted by the test piece on the piston 3. 10 Fp is constant in time and known from the formula (E1) because the pressure Pm in the chamber 2 is continuously regulated, by construction, Fv is measured and known to at any time via the cylinder 5 pressure sensor 4 and the formula (E2), Fe is deduced from the two values Fp and Fv, and makes it possible to access the stress 6e experienced by the test piece 1 (of cross section Se) from equation (E5): 6e_Fe_Fp-Fv (E5) Se Where Fv and Fe vary during the tensile test, while Fp is constant over time. strain 6e experienced by the test piece 1, the plot of the tensile curve requires measuring the elongation of the test piece 1, which corresponds to the displacement t h vertical piston 3, measured via the displacement sensor 7.

25 Le système permet d'obtenir une très large gamme de vitesses de déformation (de 10-6 mm/s à 0,1 mm/s), avec une grande précision. Le système permet ainsi de s'affranchir de l'utilisation d'un vérin électrique ou d'un moteur électrique pour générer la force, réduisant ainsi de manière drastique le coût de la réalisation du système.The system makes it possible to obtain a very wide range of deformation rates (from 10-6 mm / s to 0.1 mm / s), with great accuracy. The system thus makes it possible to dispense with the use of an electric jack or an electric motor to generate the force, thus drastically reducing the cost of producing the system.

30 Le système selon l'invention est plus compact que les systèmes de l'art antérieur, car il n'est notamment pas nécessaire d'utiliser de moteur ou vérin électrique, ni de placer un capteur de force entre l'enceinte et le piston. The system according to the invention is more compact than the systems of the prior art, because it is not necessary to use a motor or electric jack, or to place a force sensor between the chamber and the piston. .

Claims

REVENDICATIONS1. A system for biasing a test piece (1) in translation, comprising: - an enclosure (2) having a wall (21) and capable of being filled with a fluid (20) under pressure; and - a piston (3) mounted in translation, relative to the wall (21), along a translation axis (AA), sealingly through the wall (21), the piston (3) comprising a fastener ( 6) adapted to cooperate with a test piece (1); the system being characterized in that the piston (3) further comprises a surface (11) extending perpendicularly to the axis (AA) of translation and intended to be exposed to the fluid (20) under pressure, so that the fluid (20) under pressure generates on said surface (11) a force (Fp) capable of moving the piston (3) and therefore a force (Fp) for biasing in translation of a specimen (1) cooperating with the fastener (6). 15

2. System according to claim 1, comprising a jack (4) comprising: - a cylinder (41), - a roller (42) connected to the piston (3), mounted in the cylinder (41) and movable in translation, relative to to the cylinder, along the axis (AA) of translation, 20 the cylinder being thus able to exert a force (Fv) control on the piston (3) to control a speed of the solicitation of the test piece (1).

3. System according to claim 2, wherein the jack (4) comprises a chamber (9) between the cylinder (41) and the side of the roller (42) not connected to the piston ( 3), the chamber (9) being adapted to be filled with an incompressible fluid, the cylinder (41) further comprising an outlet (43) for discharging incompressible fluid from the chamber (9), the control force (Fv) being determined by a pressure (Pv) of the incompressible fluid in the chamber (9) applying to the roller (42), and the biasing velocity of the specimen being determined by a discharge rate of the fluid through the exit (43).

4. System according to claim 3, wherein the outlet (43) is connected to a solenoid valve (8) for controlling the discharge rate.

5. System according to claim 4, comprising a nozzle (81) for blowing the incompressible fluid 5 at the outlet of the solenoid valve (8).

6. System according to one of claims 4 or 5, comprising an expander (10) placed between the outlet (43) and the solenoid valve (8) for controlling a constant pressure between the expander (10) and the solenoid valve (8). ).

7. System according to one of claims 3 to 6, comprising a sensor (5) of the incompressible fluid pressure in the chamber (9).

8. System according to one of claims 3 to 7, comprising a thermostat (44) for controlling a temperature of the incompressible fluid in the chamber (9).

9. System according to one of claims 2 to 8, comprising a sensor (7) for moving the roller (42).

10. System according to one of claims 2 to 9, wherein the piston (3) comprises a point support on the roller (42). 10 20