FR3062208A1 - Systeme de test de la fiabilite en etat de contrainte d'une eprouvette metallique controlable - Google Patents

Systeme de test de la fiabilite en etat de contrainte d'une eprouvette metallique controlable Download PDF

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Abstract

L'invention concernant un système de test de la fiabilité en état de contrainte d'une éprouvette métallique contrôlable, comprend un ordinateur de contrôle industriel (1), une plate-forme de travail d'essai (2), un déformètre (3), un moteur électrique asservi tachymétrique (4) et un moteur électrique asservi de torsion (5); ledit déformètre (3), ledit moteur électrique asservi tachymétrique (4) et ledit moteur électrique asservi de torsion (5) sont connectés à l'ordinateur de contrôle industriel (1). L'invention permet à contrôler l'état de contrainte de l'éprouvette métallique au cours de l'essai, d'obtenir les résultats de test de la fiabilité de l'éprouvette métallique en différents modes de fonctionnement.

Description

Titulaire(s) : public.
XIHUA UNIVERSITY Etablissement
O Demande(s) d’extension :
® Mandataire(s) : HIRSCH & PARTNERS.
FR 3 062 208 - A1 (54) SYSTEME DE TEST DE LA FIABILITE EN ETAT CONTROLABLE.
(57) L'invention concernant un système de test de la fiabilité en état de contrainte d'une éprouvette métallique contrôlable, comprend un ordinateur de contrôle industriel (1 ), une plate-forme de travail d'essai (2), un déformètre (3), un moteur électrique asservi tachymétrique (4) et un moteur électrique asservi de torsion (5); ledit déformètre (3), ledit moteur électrique asservi tachymétrique (4) et ledit moteur électrique asservi de torsion (5) sont connectés à l'ordinateur de contrôle industriel (1 ). L'invention permet à contrôler l'état de contrainte de l'éprouvette métallique au cours de l'essai, d'obtenir les résultats de test de la fiabilité de l'éprouvette métallique en différents modes de fonctionnement.
DE CONTRAINTE D'UNE EPROUVETTE METALLIQUE
Figure FR3062208A1_D0001
Figure FR3062208A1_D0002
DESCRIPTION
Système et procédé de test de la fiabilité en état de contrainte d’une éprouvette métallique contrôlable
Domaine de l'invention
L’invention porte sur un système et un procédé de test de la fiabilité en état de contrainte d’une éprouvette métallique contrôlable, qui permet de contrôler l’état de contrainte de l’éprouvette métallique au cours de l’essai, et de rechercher son mécanisme de dommage.
Art antérieur
Dans la majorité des cas, un métal est façonné en pièces composantes, celles-ci sont assemblées pour composer l’ensemble d’un engin. Parmi lesquelles les pièces de transmission et celles soumises à l’effort sont fréquemment sous l’effet de précontrainte lors de l’assemblage et l’effet de précontrainte varie en fonction du temps. Lors du fonctionnement, ces pièces sont encore exercées de façon répétée d’une charge en service, cela pourrait inévitablement causer la diminution de fiabilité.
Exposé de l'invention
L’invention a pour objet de résoudre le problème d’inconvénient ci-dessus, de fournir un système et un procédé de test de la fiabilité en état de contrainte d’une éprouvette métallique contrôlable.
Ces objectifs de l’invention sont réalisés par un système de test de la fiabilité en état de contrainte d’une éprouvette métallique contrôlable, comprenant l’ordinateur de contrôle industriel, la plate-forme de travail d’essai, le déformètre, le moteur électrique asservi tachymétrique et le moteur électrique asservi de torsion; ledit déformètre, ledit moteur électrique asservi tachymétrique et ledit moteur électrique asservi de torsion sont connectés à l’ordinateur de contrôle industriel.
Selon des exemples, le système de test peut comprendre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
Ladite plate-forme de travail d’essai comprend le socle de la plate-forme, la plate-forme mobile et le socle de l’éprouvette, la partie inférieure du socle de la plate forme est munie d’une rainure en de « U », de préférence d’un carré, de chaque côté de celle-ci est prévu un trou de montage, sont montés des vis à billes et guides, la plate-forme mobile est montée sur les vis à billes et guides à travers les trous filetés et ceux de guidage; étant en forme de « U », de préférence d’un carré, le socle de l’éprouvette est fixé sur la plate-forme mobile avec des boulons du fond; l’éprouvette passe par le trou de montage sur le socle de l’éprouvette puis est fixée avec des écrous de torsion; sur ladite éprouvette est collée une jauge qui est connectée avec le déformètre ;
A la partie supérieure dudit socle de la plate-forme est prévue une poutre transversale sur laquelle est prévu un trou de guidage dans lequel est monté un guide de charge, le bout inférieur de celui-ci est contact avec l’éprouvette de sorte à exercer la charge; le bout supérieur du guide de charge est connecté à un poids par des filets, de ce fait la charge d’essai se produit;
Ledit moteur électrique asservi tachymétrique est connecté à un bout où la vis à billes passe par le socle de la plate-forme, au côté inférieur dudit moteur électrique asservi de torsion est prévu un trou de montage hexagonal par lequel ledit moteur électrique asservi de torsion est connecté en emboîtant l’écrou de torsion.
L’invention propose également un procédé d’essai ou de test de la fiabilité en état de contrainte d’une éprouvette métallique contrôlable, comprenant plusieurs des caractéristiques suivantes :
1. La charge d’essai est chargée par le poids sur la plate-forme de travail d’essai;
2. Sur la plate-forme de travail d’essai sont montés deux moteurs électrique asservis dont l’un contrôle la vitesse de mouvement de l’éprouvette, l’autre contrôle la torsion de l’éprouvette;
3. Sur l’éprouvette est collée une jauge en vue de mesurer la déformation de l’éprouvette au cours de l’essai, puis le signal de déformation est retourné à l’ordinateur de contrôle industriel par le déformètre;
Concrètement, l’éprouvette produit la déformation sous l’effet de contrainte, la jauge collée sur l’éprouvette produit ainsi la déformation, la jauge déformée pourrait produit le changement de la résistance, qui cause ainsi le changement de la tension, le déformètre amplifie ce changement de la tension, et le transmet à l’ordinateur après la filtration de signal redondant, l’ordinateur collecte et enregistre ce signal, cela permet, avec l’information de calibration de la jauge, de surveiller le cas d’effort exercé de l’éprouvette.
4. L’ordinateur de contrôle industriel contrôle la torsion de l’éprouvette suivant l’information de réaction du déformètre et conformément à la demande prédéterminée de l’essai, d’une part, et contrôle la vitesse de mouvement de l’éprouvette selon la demande prédéterminée, d’autre part. La charge appliquée, la vitesse de mouvement, les données de contrainte- déformation au cours de l’essai sont collectées et enregistrées par l’ordinateur de contrôle industriel.
L’écrou de torsion et le moteur électrique asservi sont collectés ensemble, le mouvement du moteur électrique asservi est contrôlé par celui-ci. Un trou de montage hexagonal intérieur est prévu au bout du moteur électrique asservi, la surface extérieure de l’écrou de torsion est également façonnée en hexagone extérieur, l’écrou de torsion est mis dans le trou de montage hexagonal intérieur du moteur électrique asservi lors du montage. Au bout de l’éprouvette métallique est la tige filetée, le trou intérieur de l’écrou de torsion est le trou taraudé, et lors du montage l’éprouvette et l’écrou de torsion sont collectés par des filets. Lors du fonctionnement, le moteur électrique asservi entraîne la rotation du trou de montage hexagonal intérieur, puis entraîne la rotation la surface hexagonale extérieurs de l’écrou de torsion, finalement transmet le moment de torsion sur l’éprouvette par l’intermédiaire des filets.
Avant le commencement d’essai, on choisit des poids de différentes spécifications de sorte à réaliser le chargement de charge dans de différentes conditions. Après le commencement d’essai, l’ordinateur de contrôle industriel contrôle la vitesse de rotation de la vis à billes au moyen du moteur électrique asservi tachymétrique en sorte de contrôler la vitesse de mouvement de la plate-forme mobile; sur l’éprouvette est collée une jauge en vue de faire retourner la situation de déformation à l’ordinateur de contrôle industriel par le déformètre, l’ordinateur de contrôle industriel contrôle le moment de torsion de sortie du moteur électrique asservi de torsion conformément à la demande prédéterminée de sorte à contrôler la déformation de l’éprouvette au cours de l’essai.
Par rapport à l'art antérieur, l’invention possède des avantages suivants: l’invention permet de contrôler l’état de contrainte de l’éprouvette métallique au cours de l’essai, d’obtenir les résultats de test de la fiabilité de l’éprouvette métallique en différents modes de fonctionnement.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en références aux dessins qui montrent :
La figure 1 est un schéma de la structure selon l'invention.
La figure 2 est un schéma de la structure de la plate-forme de travail d’essai selon l'invention.
La figure 3 est un schéma de la structure de la plate-forme mobile selon l'invention.
La figure 4 est un schéma de la structure de connexion selon l'invention entre le moteur électrique asservi tachymétrique et des écrous de torsion.
Description détaillée
L’invention est présentée d'une manière plus détaillée en combinant les figures comme suivante.
Comme illustré dans les figures 1 à 4, l’invention se rapporte à un système de test de la fiabilité en état de contrainte d’une éprouvette métallique contrôlable, comprenant un ordinateur de contrôle industriel 1, une plate-forme de travail d’essai 2, un déformètre 3, un moteur électrique asservi tachymétrique 4 et un moteur électrique asservi de torsion 5; ledit déformètre 3, ledit moteur électrique asservi tachymétrique 4 et ledit moteur électrique asservi de torsion 5 sont connectés à l’ordinateur de contrôle industriel 1;
Ladite plate-forme de travail d’essai 2 comprend un socle de la plate-forme 2-1, une plate-forme mobile 2-2 et un socle de l’éprouvette 2-3, une partie inférieure du socle de la plate-forme 2-1 est munie d’une rainure en forme de «U» 2-4, par exemple, d’un carré, de chaque côté de la rainure 2-4 est prévu un trou de montage 2-5, sont montés des vis à billes 2-6 et des guides 2-7, la plate-forme mobile
2-2 est montée sur les vis à billes 2-6 et les guides 2-7 à travers les trous filetés (non indiqués dans la figure) et ceux de guidage 2-8; étant de forme de « U », le socle de l’éprouvette 2-3 est fixé sur la plate-forme mobile 2-2 avec des boulons du fond; une éprouvette 2-9 passe par le trou de montage 2-10 sur le socle de l’éprouvette 2-3 puis est fixée avec des écrous de torsion 2-11; sur ladite éprouvette 2-9 est collée une jauge 2-12 qui est connectée avec le déformètre 3;
A la partie supérieure dudit socle de la plate-forme 2-1 est prévue une poutre transversale 2-13 sur laquelle est prévu un trou de guidage 2-14 dans lequel est monté un guide 2-14 de charge 2-15, le bout inférieur de celui-ci 2-15 est contact avec l’éprouvette 2-9 de sorte à exercer la charge; le bout supérieur du guide de charge 215 est connecté à un poids 2-16 par des filets, de ce fait la charge d’essai se produit;
Ledit moteur électrique asservi tachymétrique 4 est connecté à un bout où la vis à billes 2-6 passe par le socle de la plate-forme 2-1, au côté inférieur dudit moteur électrique asservi de torsion 5 est prévu un trou de montage hexagonal 5-1 par lequel ledit moteur électrique asservi de torsion est connecté en emboîtant l’écrou de torsion 2-11.
L’invention se rapporte également à un procédé d’essai ou de test de la fiabilité en état de contrainte d’une éprouvette métallique contrôlable, comprenant plusieurs des caractéristiques suivantes:
1. La charge d’essai est chargée par le poids sur la plate-forme de travail d’essai;
2. Sur la plate-forme de travail d’essai sont montés deux moteurs électrique asservis dont l’un contrôle la vitesse de mouvement de l’éprouvette, l’autre contrôle la torsion de l’éprouvette;
3. Sur l’éprouvette est collée une jauge en vue de mesurer la déformation de l’éprouvette au cours de l’essai, puis le signal de déformation est retourné à l’ordinateur de contrôle industriel par le déformètre;
4. L’ordinateur de contrôle industriel contrôle la torsion de l’éprouvette suivant l’information de réaction du déformètre et conformément à la demande prédéterminée de l’essai, d’une part, et contrôle la vitesse de mouvement de l’éprouvette selon la demande prédéterminée, d’autre part. La charge appliquée, la vitesse de mouvement, les données de contrainte- déformation au cours de l’essai sont collectées et enregistrées par l’ordinateur de contrôle industriel.
Avant le commencement d’essai, on choisit des poids de différentes spécifications de sorte à réaliser le chargement de charge dans de différentes conditions. Après le commencement d’essai, l’ordinateur de contrôle industriel contrôle la vitesse de rotation de la vis à billes au moyen du moteur électrique asservi tachymétrique en sorte de contrôler la vitesse de mouvement de la plate-forme mobile; sur l’éprouvette est collée une jauge en vue de faire retourner la situation de déformation à l’ordinateur de contrôle industriel par le déformètre, l’ordinateur de contrôle industriel contrôle au moment de torsion, la torsion de sortie du moteur électrique asservi de torsion conformément à la demande prédéterminée de sorte à contrôler la déformation de l’éprouvette au cours de l’essai.
Dans l’invention, la modification de structure du guide de charge permet de réaliser de différentes formes de contact tels que le collage, le glissement et le roulement, etc.
L’exposé ci-dessus n’est que le cas d’exécution de l’invention, l’étendue de brevet de l’invention n’est vraiment ainsi pas limitée, toutes les structures équivalentes ou tous les changements des processus équivalents réalisés au moyen du descriptif et du contenu des figures de l’invention ou qui sont directement ou indirectement utilisés dans d’autres domaines techniques connexes, sont compris, d'une manière similaire, dans l’étendue de protection de brevet de l’invention.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Système de test de la fiabilité en état de contrainte d’une éprouvette métallique contrôlable, caractérisé en ce qu’il comprend un ordinateur de contrôle industriel (1), une plate-forme de travail d’essai (2), un déformètre (3), un moteur électrique asservi tachymétrique (4) et un moteur électrique asservi de torsion (5); ledit déformètre (3), ledit moteur électrique asservi tachymétrique (4) et ledit moteur électrique asservi de torsion (5) sont connectés à l’ordinateur de contrôle industriel (1).
  2. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite plate-forme de travail d’essai (2) comprend un socle de la plate-forme (2-1), une plate-forme mobile (2-2) et un socle de l’éprouvette (2-3), la partie inférieure dudit socle de la plateforme (2-1) est munie d’une rainure en forme de « U » (2-4), de préférence d’un |_| carré, de chaque côté de ladite rainure (2-4) est prévu un trou de montage (2-5) destiné à monter une vis à billes (2-6) et guides (2-7), ladite plate-forme mobile (2-2) est montée sur lesdits vis à billes (2-6) et guides (2-7); le socle de l’éprouvette (2-3) est en forme de « U », de préférence d’un carré, et est fixé sur ladite plate-forme mobile (2-2); l’éprouvette (2-9) passe par un trou de montage (2-10) sur le socle de l’éprouvette (2-3) puis est fixée avec des écrous de torsion (2-11); sur ladite éprouvette (2-9) est collée une jauge (2-12), étant connectée avec le déformètre (3).
  3. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite plate-forme mobile (2-2) est montée sur ladite vis à billes (2-6) et guides (2-7) à travers des trous filetés et des trous de guidage (2-8) ; et en ce que ledit socle de l’éprouvette (2-3) est fixé sur ladite plate-forme mobile (2-2) par des boulons du fond.
  4. 4. Système selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu’une poutre transversale (2-13) est disposée à la partie supérieure dudit socle de la plate-forme (2-
    1), ladite poutre transversale (2-13) présente un trou de guidage (2-14) dans lequel est monté un guide de charge (2-15), le bout inférieur du guide de charge (2-15) est en contact avec l’éprouvette (2-9) de sorte à exercer la charge; le bout supérieur du guide de charge (2-15) est connecté à un poids (2-16), de sorte à produire la charge d’essai.
  5. 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bout supérieur du guide de charge (2-15) est connecté au poids (2-16) par des filets.
  6. 6. Système selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit moteur électrique asservi tachymétrique (4) est connecté à un bout où ladite vis à billes (2-6) passe par le socle de la plate-forme (2-1), au côté inférieur dudit moteur électrique asservi de torsion (5) est prévu un trou de montage hexagonal (5-1) par lequel ledit moteur électrique asservi de torsion est connecté en emboîtant l’écrou de torsion (2-11).
  7. 7. Procédé d’essai de la fiabilité en état de contrainte d’une éprouvette métallique contrôlable utilisant le système selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend des étapes suivantes :
    - la charge d’un poids sur la plate-forme de travail d’essai ;
    - le contrôle de la vitesse de mouvement par un premier moteur électrique asservis et le contrôle de la torsion de l’éprouvette un deuxième moteur électrique asservis, les deux moteurs électrique asservis sont montés sur la plate-forme de travail d’essai;
    - le mesure de la déformation de l’éprouvette au cours de l’essai par une jauge collée sur l’éprouvette ;
    - le retour d’un signal de déformation à l’ordinateur de contrôle industriel par le déformètre;
    - le contrôle, par l’ordinateur de contrôle industriel, de la torsion de l’éprouvette, en suivant l’information de réaction du déformètre conformément à des demandes prédéterminées de l’essai, d’une part, et le contrôle de la vitesse de mouvement de l’éprouvette selon des demandes prédéterminées, d’autre part ; et
    - la collecte et l’enregistrement de la charge appliquée, de la vitesse de mouvement, des données de contrainte-déformation, au cours de l’essai par l’ordinateur de contrôle industriel.
  8. 8. Procédé de test selon la revendication 7, caractérisé en ce qu’il comprend en outre avant le commencement d’essai :
    - le choix des poids de différentes spécifications de sorte à réaliser le chargement des charges différentes dans des différentes conditions.
  9. 9. Process de test selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu’il comprend en outre après le commencement d’essai,
    - le contrôle, par l’ordinateur de contrôle industriel, de la vitesse de rotation de la vis à billes au moyen du moteur électrique asservi tachymétrique, afin de contrôler la vitesse de mouvement de la plate-forme mobile.
    - le contrôle, par l’ordinateur de contrôle industriel, de la torsion de sortie du moteur électrique asservi de torsion conformément à la demande prédéterminée ; afin de contrôler la déformation de l’éprouvette au cours de l’essai.
  10. 10. Process d’essai selon l’une quelconque des revendications 7-9, caractérisé en ce qu’il comprend en outre la réalisation de différentes formes de contact tels que le collage, le glissement et le roulement, par la modification de structure du guide de charge.
    1/2
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