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Machine d'essais mécaniques L1.[/caption]
Une machine d'essai universelle de traction soumet un échantillon à une force de traction jusqu'à la rupture.
Cet essai permet d'obtenir des données telles que la résistance à la rupture, la résistance à la fatigue, la limite d'élasticité, la contrainte d'élasticité, le module de Young. L'accent est souvent mis sur la résistance à la rupture mais parfois l'allongement au moment de la rupture ou à une charge donnée est l’information recherchée.
Les échantillons testés sont faits de n’importe quel matériau. Il peut donc s’agir d’élastomère, de matière plastique, d'acier, de cuir, de tissu du bois et bien d’autres encore. L’échantillon ou le produit à tester se dispose dans la machine d'essai avec l’aide d’accessoires de préhension tels que les mors.
Quelles sont les différentes parties qui constituent une machine d'essai universelle ?
Le Bâti de la machine d'essai universelle
Les
machines de table de petite capacité (de 1kN à environ 5kN) ont généralement une conception mono-colonne. Pour les capacités supérieures, les équipements disposeront de deux colonnes.
Le Capteur de force du banc de traction compression
C’est avec cet élément qu’on arrive à mesurer la force transmise aux échantillons sous test. Cette cellule de charge généralement à base de jauge de contrainte peut être un simple capteur de force en S ou alors une capteur type galette.
La Traverse mobile
Actionnée par une ou deux vis (machine électromécanique), elle se déplace de haut en bas. La traverse mobile travaille en réaction avec le support inférieur ou supérieur du bâti. Elle permet ainsi d’exercer des forces de traction ou de poussée sur l’échantillon sous essai afin de l’emmener à la rupture.
Mors (mâchoires) et Accessoires de Préhension
Les mors jouent un rôle crucial dans les tests mécaniques des produits et des matériaux. L’obtention de résultats probants dépend du bon choix de ces derniers. Il convient donc de ne pas négliger les mâchoires en contact avec l’échantillon. La matière de l’échantillon et sa forme sont des données toutes aussi importantes.
Le Système de pilotage et d'interprétation des données
Avec les progrès techniques, la plupart des nouvelles machines utilisent des systèmes de pilotage informatiques. La programmation et la collecte des données de mesure se fait donc sur ordinateur ou sur tablette. Les logiciels de plus en plus performants permettent de faire des programmes d’essai spécifiques aux normes ISO,
ASTM ou autres. Certaines petites machines disposent toujours d’un pupitre ou d’un dynamomètre qui affiche les résultats de mesure tel que la force max de rupture ou l’élongation. L’avantage des logiciels est qu’ils permettent d’avoir le graphique et de multiples valeurs directement exploitables comme le module de Young.
Les Chambres d'essai
Certains essais doivent se faire sous environnement contrôlé en température ou autres. Il existe donc des chambres prévues à cet effet. Il convient donc de prévoir l’espace vertical et horizontal pour accueillir la chambre.
L'Extensomètre Mécanique ou Vidéo
Les machines d’essai universelles disposent de dispositifs de mesure de déplacement. L’utilisation des extensomètres est pourtant commune. Il existe une raison toute simple à cela. En effet, il y’a trop de pièces mécaniques entre ces systèmes d’entraînement et l’échantillon. Ces pièces sont donc sources d’imprécision (déflexion mécanique). Une mesure directe sur l’échantillon sera donc plus précise que la mesure de déplacement de la traverse. On rencontre deux types d’extensomètres sur les machines universelles. Les extensomètres mécaniques et les extensomètres vidéo. La précision demandée pour certains essais impose l’utilisation de ces dispositifs de mesure.
L'Etalonnage de la machine d'essai mécanique (UTM)
Un dernier point et non pas des moindres est la certification de la machine d’essai universelle. Un essai effectué par une machine non étalonnée peut être remis en cause. Un étalonnage raccordé peut suffire dans certains cas mais dans d’autres il faut que la vérification soit fait sous accréditation. Lors de cette vérification, un étalonnage est fait sur les paramètres suivants : la force, le déplacement, la vitesse. Cette prestation se fait généralement sur le site ou se trouve la machine d’essai.
Quels sont les différents types de machine d’essai universelle ?
Le nombre de colonne n’est pas le seul critère qui distingue les différentes machines d’essai disponibles sur le marché. La technologie utilisée pour générer la force est un autre critère important. Deux technologies se distinguent : l’Electromécanique et l’Hydraulique.
La machine d’essai Electromécanique
Ce système va généralement utiliser un moteur électrique associé à une ou deux vis qui permettent de faire monter et descendre la traverse. Cette technologie est réputée pour sa précision. Ces machines sont également plus mobiles que leurs homologues hydrauliques.
La machine d’essai Hydraulique
La machine à base hydraulique offre une grande durabilité dans le temps. En effet elles jouissent d’une réputation de robustesse et d’un rapport prix/puissance plus intéressant. La hauteur de travail verticale est néanmoins plus réduite comparée aux machines électromécaniques.
La zone de travail des machines d’essai universelles
Les machines mono-colonnes offrent un avantage par rapport aux bi-colonnes : l'accessibilité des trois côtés. Elles sont cependant limitées par le col de cygne qui correspond à l'accessibilité coté traverse.
Les machines bi-colonnes sont limitées des deux cotés ou se trouvent les vis d'entraînement de la traverse. Il faut donc prendre ces données en compte au moment du choix de la machine. Il convient de ne pas négliger l'espace verticale prise par les mors et autres accessoires de préhension. La zone de travail sur les machines d’essai électromécaniques se trouve généralement entre la traverse mobile et le support inférieur. Sur certains modèles la zone de travail se partage entre les deux niveaux. La compression d’un coté de la traverse et la traction de l’autre. Cette configuration est d’ailleurs très commune sur les machines hydrauliques. Enfin sur des machines encore plus évoluées on peut réaliser des essais dans les deux sens en haut et en bas.