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MEMOIRE DESCRIPTIF à l'appui d'orne demande de BREVET D' I N V E N T I O N "Appareil portatif d'essai pour épreuve des qualités mécaniques des métaux' Monsieur Nicolas MIRONOFF, 73, rue Bosquet, BRUXELLES.
La présente invention se rapporte aux appareils destinés aux essais du métaux par pliages alternés et concerne particulièrement un appareil portatif de ce genre.
On connaît des appareils qui emploient cette méthode et panai ceux-ci les appareils comportant deux paires de mâchoires convergentes, l'une destinée au serrage de l'éprouvette, l'autre il. son gui- Gage, les dites mâchoires étant agencées de façon à pouvoir exécuter un mouvement angulaire autour d'un centre commun afin de permettre des pliages alternés de l'éprouvette, le nombre de pliages, jusque rupture de l'éprouvette, devant indiquer la qualité du métal essayé.
Ces appareils connus ne permettent pas d'obtenir des indications scientifiquement précises sur la qualité du métal car, dans ces appareils tels qu'établis, il se produit, lors du pliage, certaines déformations additionnelles de l'éprouvette, ainsi que des tensions nuisibles produisant un arrachement des fibres voisines da l'extrados et à un refoulement de celles de l'intrades. De tels phénomènes, incontrôlables par eux-mêmes et variables d'une éprouvette à l'autre, donnent lieu;' une certaine variation dans les résultats d'essais et nuisent à leur précision.
L'expérience a permis de constater que le métal sa déforme li- brement., lorsque le pliage de l'éprouvette s'effectue autour d'un appui à rayon de courbure minima, qui est conditionné seulement par la distance des points formant appui de pliage. La zone de déforma" tion de l'éprouvette se trouve ainsi réduite au minimum pendant le redressement et le pliage dans l'autre sens et la section d'essai est maintenue dans le même endroit, en excluant la production de déformations additionnelles.
L'expérience a démontré également que le durcissement du métal, provoqué par 1*écrouissage au cours des pliages, se propage au-delà
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de la section d'essai, ce qui nécessite un bon guidage de l'éprouvette à proximité de l'endroit de flexion, sans toutefois la serrer près de ce dernier. Il convient donc d'éloigner l'endroit de serrage de l'éprouvette de sa zone d'essai.
En outre, on a remarqué que pour tous les angles de pliage, il est nécessaire que la déformation du métal corresponde exactement à l'intensité du pliage, ou en d'autres termes, que la valeur de cette déformation soit proportionnelle à l'angle de pliage.
Pour satisfaire cette condition essentielle, il faut que le rayon de courbure de l'éprouvette reste le même pour tous les angles de pliage.
Un premier objet de l'invention vise . réaliser un appareil portatif dans lequel toutes les déformations de l'éprouvette sont totalement soumises aux seuls effets du pliage.
Un second objet de l'invention a pour but de permettre d'éprouver, dans un tel appareil, la résistance du métal aux déformations plastiques, par la mesure de l'effort nécessaire au pliage de l'éprouvette.
À cet effet et suivant l'invention, dans un appareil d'essai de métal, par pliages alternés d'une éprouvette supportée dans des mâchoires convergentes qui peuvent se déplacer angulairement autour d'un centre commun, les mâchoires de serrage de l'éprouvette présentent une courbure d#termin#e de leurs faces agissantes qui permet,. par le rapprochement ou l'écartement des mâchoires, suivant l'épaisseur de l'éprouvette, d'obtenir la longueur de support de cette der- niére, tout en réglant la distance des borda des dites mâchoires par rapport au dit centre commun de pivotement, un mécaniser étant prévu pour le réglage de cette distance en raison de l'angle désiré de pliage de l'éprouvette.
L'invention prévoit également l'adjonction # l'appareil d'un dynamomètre permettant le contrôle de l'effort développé pour chaque pliage d'une éprouvette.
Une ferme de réalisation de l'invention sera décrite ci-après, à simple titre d'exemple, avec référence au dessin annexé, dans lequel :
Fig. 1 est une vue de face de l'appareil;
Fig. 2 montre les déformations nuisibles d'une éprouvette essayée dans un appareil comu; Fige. 3 et 4 montrent le pliage rationnel, sous des angles différents, obtenu dans l'appareil suivant l'invention;
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Fig. 5 montre une particularité du sarrage obtenu dans l'appareil suivant l'invention.
Comme montré en Fig. 1, l'appareil est constitué de deux leviers
5 et 6, articulés entre eux par une de leurs extrémités, autour d'un centre 7. L'extrémité articulée du levier 5 présente une partie élargie 8 sur laquelle sont montées des mâchoires 9 et 10 coulissant longitudinalement de part et d'autre d'un plan passant par l'axa ou centre 7.
Le levier 6 présente également, vers l'axe 7, une partie élargie 11 sur laquelle est articulée en 12 une plaque 13 supportant des pivots 14 et 15 équidistants du centre 7. Autour de ces pivots s'articulent respectivement des bras de mordaches qui se croisent et sont pourvus de machories 16 et 17.
Une vis 18, engagée dans un coussinet fileté 19, solidaire de la plaque 13, agit, par sa rotation, pour provoquer le serrage ou le desserrage des mâchoires 16t et 17.
La plaque 15 est bloquée en position sur le levier 6, à l'aide d'une broche 20 qui se visse dans le dit levier et engage l'une des. ouvertures 21 ménagées dans la plaque 13. Cette disposition permet de régler l'éloignement ou le rapprochement des extrémités des m#- choires 16 et 17 du centre 7, suivant l'importance de l'angle de pliage auquel sera soumise l'éprouvette 22 introduite dans l'appareil.
cet angle de pliage est déterminé, lors des mouvements angulaires relatifs des leviers 5 et 6, autour du centre 7, au moyen de broches 23 et 24 qui peuvent s'engager respectivement dans des trous filetés 25 ét 26, ménagés dans la partie élargie du levier 6, et qui coopèrent avec les bords de la partie élargie 8 du levier 5, les dits bords formant butée pour limiter le déplacement angulaire des leviers 5 et 6. la position des trous 25 et 26 est établie pour correspondre aux différents angles de pliage prévus, par exemple: 45 , 60 , 75 et 90 .
Les faces actives des m#choires de serrage 16 et 17 présentent une certaine courbure qui va en s'évasant progressivement vers l'extérieur. La forme et la disposition particulières de ces m#- chaires permettent, gr#ce à leur déplacement symétrique à l'aida: de la vis 18, d'éloigner ou de rapprocher autematiquement le point de serrage de l'éprouvette en raison de son épaisseur, c'est-à-dire que, si l'éprouvette est épaisse, le serrage se fera en un point S éloigné des bords extrêmes des mâchoires (Fig. 4), tandis que pour une éprouvante mince, le serrage se fera en un point S' (Fig* 5),
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rapproché des dits borde, où commence la zone de flexion proprement dite ? de l'éprouvette.
Quelle que soit l'épaisseur de l'éprouvette, la position des mâchoires 16 et 17 reste symétrique également par rapport au centre d'articulation 7 de l'appareil
L'écartement ou la rapprochement parallèle des mâchoires coulissantes 9 et 10 est obtenu à l'aide d'un mécanisme quelconque connu qui permet, lors d'un essai, d'amener ces mâchoires en position exacte en raison de l'épaisseur de l'éprouvette, les dites mâchoires constituant uniquement un moyen de guidage de l'éprouvette, sans serrage de cette dernière.
Les mâchoire@ 9 et 10 comportent également un mécanisme commandant leur déplacement longitudinal suivant l'ampleur du mouvement angulaire des leviers 5 et 6.
Ce mécaniame peut comporter par exemple un levier 27, dont une extrémité en forme de T est articulée autour d'un pivot 28 solidaire du levier 5. L'autre extrémité de ce levier présente une fourche qui engage un pivot 29 fixé sur le levier 6,, Lors des mouvements alternés des leviers 5 et 6, la pivot 29 entraîne à oscil- lation le levier 27 dont les branches 30 et 31 du T agissant respectivement sur des pivots 32 et 33, solidaires des mâchoires 9 et 10.
Ces oscillations impriment un mouvement de recul aux dites mâchoires qui se déplacent contre l'antagonisme de ressorts 34 et 35. Le coulissement vers le centre 7, de ces mâchoires est limité par des butées 36 et 37 coopérant avec des pivots 38 et 39 prévus sur le levier 5.
On se renct aisément compte que lors du déplacement angulaire des mâchoires 16 et 17 autour du centre 7, l'une des mâchoires coulissantes, par exemple la mâchoire 10, s'écartera progressivement du centre 7, sous l'action du bras 30 du levier 27, tandis que la mâchoire 9 restera sur place et ainsi inversement lorsque le déplacement angulaire se fera dans l'autre sena.
L'éprouvette 22 est ainsi constamment soutenue par les mâchoires jusqu'en un point toujours voisin de l'endroit de flexion de cette éprouvette, empêchant ainsi toute déformation secondaire nuisible de cette dernières
Ces déformations nuisibles, qui se produisent dans les appareils connus, à mâchoires de serrage parallèles, apparaissent en Fig. 2 qui montre non seulement la déformation de flexion de l'éprou- vatte, mais encore les déf créations c de compression et a d'arrachement.
Dans la Fig. 4, la distance d conditionne le rayon de courbure
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R de l'éprouvette, qui doit rester le marne pour tous les angles de pliage, Ce résultat est obtenu suivant l'invention par le rapprochement ou l'éleignement des extrémités des mâchoires 16 et 17, du centre de rotation 7, à l'aide de la broche 20 coopérant avec les ouvertures 21, Ainsi pour un angle de pliage moindre (Fig. 3), cette distance P devient plus petite, soit p.
Il faut d'autre part, que, quelle que soit l'épaisseur a de l'éprouvette, celle-ci se trouve dans les mêmes conditions de déforNation et que le rayon R soit en corrélation avec cette épaisseur, 0 est-' dire que le rayon moyen de courbure coït égal, ou à. peu près, à, la double épaisseur de l'éprouvette, soit: R = 2 e.
La mécanisme de serrage des mâchoires 16 et 17 réalise cette condition par le rapprochement ou l'écartement simultané de ces mâchoires, qui se déplacent symétriquement par rapport au centre 7.
Le pliage optimum de l'éprouvette étant réalisé grâce aux perfectionnements de l'appareil suivant l'invention, il s'ensuit que les déformations alternées de cette éprouvette résultent uniquement de la seule action du pliage, ce qui permet, en mesurant l'effort nécessaire à ce pliage, d'apprécier la résistance du métal aux déformations plastiques.
A cet effet, l'appareil est pourvu d'un dispositif de contrôle de l'effort de pliage, établi sous forme d'un dynamomètre.
Dans l'exemple de réalisation de l'appareil montré en Fige 1, le dynamomètre est constitué par une lame d'acier 40 fixée par une de ses extrémités au levier 6, tandis que l'autre extrémité est pourvue d'une poignée de commande 41.
Lors du pliage d'une éprouvette dans l'appareil, l'amplitude de flexion de la lame 40 sous l'effet de l'effort développé sur la poignée 41, peut être contrôlée sur un cadran 42, convenablement gradue, prévu sur le levier 6.
Lorsque l'usage du dynamomètre n'est pas nécessaire pendant l'essai, la lame 40 peut Atre immobilisée en position normale, à l'aide d'un système de blocage comportant une équerre 43 supportée par une de ses ailes à une charnière 44 articulée au levier 6. tandis que l'autre aile est pourvue d'une fente 45 destinée à engager la lame 40 en vue de son immobilisation.