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APPAREIL POUR L" ESSAI MICROMECANIQUE DES MEAUXo
La présente invention se rapporta aux appareils destinés aux essais des qualités mécaniques des métaux par le système des pliages alternéso
On connaît déjà des appareils qui font application de cette méthode et parmi ceux-ci les appareils comportant deux paires de mâchoires convergentes, les unes-destinées au serrage de l'éprouvettes les autres à son guidages 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 1-'éprouvette, le nombre de pliages jusqu'à la rupture de l'éprouvette devant indiquer la qualité du métal essayé.
Les essais de pliages alternés exécutés à l'aide de ces appareils, ont pour but de déceler les qualités plastiques des métaux. Les principaux avantages qu'offre cette méthode par rapport aux autres méthodesutilisées dans la pratique industrielle, telles que celles par traction, emboutissages etc..,sont les suivants :
1) Elle permet d'apprécier les qualités plastiques d'un métal en une zone extrêmement limitée de l'éprouvette.
2) Elle permet d'obtenir d'une façon simple des données technologiques utiles, pouvant servir comme base de comparaison des qualités plastiques des différents métauxo En même temps., ces données peuvent être comparées aux données des essais dits classiqueso
3) L'extrême simplicité du prélèvement des éprouvettes, étant donné que celles-ci n'exigent aucune préparation spéciales ni usinage soigné et peuvent être de dimensions les plus réduites (quelquels millimètres de longueur).
4) Enfin, le maniement de oes appareils de pliage est simple et facile, vu qu'il ne demande aucune force motrice pour l'exécution des essais.
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Ces appareils connus de pliage - qui sont encore utilisés actuellement dans certains laboratoires - sont d'une construction tout à fait rudimentaire. Il s'ensuit qu'au cours des-pliages., 1-'éprouvette est soumise à une action incontrôlable des différentes tensions nuisibles, qui produisent des déformations additionnelles et déplacent arbitrairement la section d'essai de l'éprouvetteo Toutefois, malgré le fait que ces appareils, à cause de leurs défauts, ne peuvent donner des renseignements ayant une vraie valeur technologiques on est obligé d'avoir recours.,
car ils sont jusqu'à présent les seuls à pouvoir fournir certains renseignements dans un grand nombre de cas
Un pas important vers une amélioration de l'essai par pliages alternés a été réalisé par l'emploi,\) dans ces appareils, des mâchoires-guides mobiles destinées au guidage de l'éprouvettes qui permettent une meilleure localisation de la zone d'essai de celle-ci et par une construction spéciale des mordaches de serrage de l'éprouvette qui supprime, dans une certaine mesure., les déformations additionnelles de cette dernière.
Toutefois, ces perfectionnements, qui ne tendaient qu'à une amélioration des conditions purement mécaniques apparentes du pliage, ne donnaient pas la possibilité de contrôler effectivement les processes internes qui se produisent dans l'éprouvette, au cours de sa déformation par pliages successifs.. et ne permettaient donc pas une évaluation directe,, scientifiquement exacte,de la qualité du métal à l'essaio De ce fait., tous les appareils de pliage existants ne pouvaient être utilisés que pour des essais n'ayant qu'une valeur purement comparative.
Pour que les données de l'essai puissent avoir une signification scientifiquement exactes il faut que tous les pliénomènes se produisant au cours de l'essai soient exactement déterminés et mesuréso Dans le cas de-l'appréciation de la ductilité du métal par la méthode des pliages alternésil faut que la valeur des déformations plastiques de l'éprou vette (provoquant les glissements des plans réticulaires du réseau cristallin du métal) puisse être contrôlée et calculéeo
La plasticité du métal est exprimée généralement par la valeur de la déformation totale que le métal peut subir avant sa rupture.
(Cette valeur est exprimée., par exemples en % d'allongement dans les essais de traction)
Dans les essais par pliages alternées cette déformation totale est exprimée par la déformation que l'éprouvette subit au cours d'un seul pliage., multipliée par le nombre de pliages jusqu'à la rupture. Il devient ainsi clair que l'évaluation exacte de la plasticité dépend de cette déformation élémentaire qui joue le rôle de déformation unitaire et devient ainsi l'unité de mesure.
C'est pourquoi la régularité de la déformation angulaire et la possibilité d'apprécier sa valeur exacte.. acquiert, dans les essais par pliage alternés. une importance particulière. Cette déformation angulaire dépend essentiellement des facteurs suivants:
1 ) l'intensité de déformation angulaires mesurée par le rapport du rayon moyen de la courbure de 1'éprouvette déformée à son épaisseur;, et
2 ) l'importance de cette déformation angulaires mesurée par l'amplitude de l'angle de pliage.
Ces deux facteurs déterminent la valeur de la déformation unitaire.
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Pour assurer la valeur constante de la déformation unitaire dans tous les stades du pliage et durant tout cessai il faut que l'in- tensité de la déformation, aussi bien que l'amplitude de l'angle de pliage,, soient rigoureusement maintenueso
Le maintien de l'amplitude de l'angle de pliage ne présente aucun problème : il est obtenu par simple limitation de l'angle de pliage.
En ce qui concerne l'intensité de la déformations, elle dépend de la façon même par laquelle l'éprouvette est sollicitée,9 c'est-àdire des conditions essentielles du pliage
Le but de la présente invention est de réaliser un appareil destiné aux essais des qualités mécaniques des métaux par pliages alternés d'une éprouvette, dans lequel les conditions exposées ci-dessus se trouvent réalisées.
A cet effet et suivant l'invention,\) le mouvement angulaire des mâchoires de serrage par rapport à celui des mâchoires de guidage de l'éprouvette, s'effectue alternativement autour de deux centres différents dont la position dans l'appareil est modifiée automatiquement en raison de l'épaisseur de l'éprouvette lors du serrage de cette dernière entre les mâchoires de serrage de l'appareil.
Une forme de réalisation de 1'invention sera décrite ci-après, à simple titre d'exemple, avec référence aux dessins annexésdans lesquels-.
Figso 1 à 3 montrent schématiquement la.position des mâchoires de serrage et de guidage de l'appareil, ainsi que la position des centres de pliage de l'éprouvette, au cours d'un essai;
Fig. 4 est une vue en coupe de 1-'appareil suivant la ligne IV-IV de Fig. 5;
Fig. 5 est une vue en plane partiellement en coupée de l'appareil;
Figo 6 est une vue en plan montrant l'appareil muni d'une éprouvette en position repliée;
Figo 7 est une vue de détail de 1 appareil., à plus grande échelles montrant la liaison entre les leviers de commande de l'appareil;
Figs.8 à 11 sont des vues de détail de 1-'appareil montrant les éléments du mécanisme de serrage des mâchoires et de réglage des centres de pliage de 1-'éprouvette dans deux positions différentes;
Fig. 12 et 13 sont des vues en perspective de certains éléments du mécanisme montré en Figs. 8à 11; et Figso 14 et 15 sont des vues à plus grande échelle de certains détails de 1-'appareil.
Dans ces dessins l'appareil comporte deux leviers 1 et 2, solidaires respectivement de plateaux 3 et 4 reliés entre eux par une bielle 5 articulée d'une part au plateau 3 par un pivot 6, et d'autre part au plateau 4-par un pivot 7 (voir particulièrement Figs. 4 à 7).
Dans des ouvertures ménagées dans le plateau 4, tourillonnent des pivots 8 et 8, pourvus, le premier de bras 9 et 10 et le seconde de bras 9' et 10'. Les deux'bras de chaque pivot sont décalés angulairement 1-'un par rapport à l'autre pour former. entre eux un levier coudé destiné
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à basculer autour de l'axe des pivots 8 et 8' (voir particulièrement les Figso 8 à 15). Les bras 9 et 9' sont pourvus chacun, vers leur extrémité libred'un axe, respectivement 11 et 11', auquel s'articulent élasti= quement des éléments en crochet 12 et 12'.
Dans un évidement 13,ménagé dans l'épaisseur du plateau 4, coulisse un poussoir 14, guidé par des tenons 15 solidaires du dit plateau 40 Le poussoir 14 affecte la forme d'un Y dont les extrémités des branches 14a et 14b viennent s'appuyer contre l'extrémité des bras 10 et 10' des leviers basculants solidaires des pivots 8 et 8'.
Les déplacements longitudinaux du poussoir 14 sont réalisés à l'aide d'une vis 16, engagée dans une ouverture filetée 17, ménagée dans le plateau 4.
Sur la tête des pivots 8 et 8' sont formés des tourillons excentrés, respectivement 18 et 18', autour desquels s'articulent des mâchoires 19 et 19', à bec de serrage 20 et 20'. Ces mâchoires sont munies d'une queues respectivement 21 et 21', prévue pour s'appuyer par linter- médiaire de vis de réglage 22 et 22'contre un élément de butée 23, fixé dans le plateau 40
Sur le plateau 3, solidaire du levier de commande 1, sont prévues des mâchoires de guidage 24 et 24', qui coulissent dans des glissières 25 et 25', dans lesquelles elles peuvent se déplacer longitudinalement contre l'antagonisme de ressorts 26 et 26'.
Ces glissières sont arti- culées, à l'une de leurs extrémités, autour de pivots 27 et 27' fixés sur le dit plateau 3. La distance entre les mâchoires de guidage 24 et 24' est conditionnée par la position des glissières 25 et 25' dont l'écartement est réglé par des butées 28 et 28', s'appuyant contre les dites glissières et fixées sur des leviers basculants 29 et 29',qui s'étendent le long des dites glissières et s'articulent autour de pivots 30 et 30', fixés sur le plateau 3.
Les leviers basculants 29 et 29' sont munis à leur extrémité en regard des crochets 12 et 12-le de tourillons 31 et 31' destinés à s'engager respectivement dans les dits crochets et sont immobilisés dans leur position, de travail de l'appareil, par des vis de blocage 32 et 32', prévues à l'autre extrémité des dits leviers 29 et 29', et qui engagent ces derniers, ainsi que des ouvertures oblongues 33 et 33' ménagées dans le plateau 3, la disposition des dites ouvertures permettant de bloquer les leviers 29 et 29e dans différentes positions angulaires autour des pivots 30, 30'.
Les plateaux 3 et 4, articulés l'un à l'autre par l'intermé- diaire de la bielle 5, sont disposés et conformés de façon à présenter dans l'un des plateaux des rebords 34, 34' destinés à coopérer avec des broches amovibles 35 et 35' prévues pour s'engager dans des ouvertures 36 et 36' ménagées dans l'autre plateau, en vue de limiter les déplacements angulaires relatifs du levier 1, par rapport au levier 20
Le fonctionnement de l'appareil s'établit comme suit s Lors de l'introduction d'une éprouvette 37,entre les mâchoires de serrage 19 et 19' et de guidage 24 et 24', ces mâchoires sont amenées dans le prolongement axial de la dite éprouvette.
Cette dernière est alors serrée entre les mâchoires 19 et 19', à l'aide de la vis 16 qui, en agissant sur le poussoir 14, déplace les bras basculants 10 et 10', en déplaçant angulairement les pivots 8 et 8', lesquels,à leur tourentraînent les tourillons excentriques 18 et 18' pour imprimer aux mâchoires 19, 19', un mouvement de rapprochement jusqu'au serrage parfait de 1-'éprouvette,,
Les axes 11 et 11' des crochets 12 et 12' sont-agencés de
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telle façons à 1-'extrémité des bras 9 et 99,, que lorsque les mâchoires
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19 et 19-'-sont ainsi resserrées sur 19,E"'-Drouvette 37, les dits axes 11 et 11' se trouvent dans une position exacte par rapport à la dite éprouvet- te,
poux servir d'axes de rotation autour desquels s'effectueront les
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mouvements angulaires des mâchoires de 'serrage et de guidage de l' éprou= vette9 les dits axes 11 et 11' formant également les centres de courbure de l'éprouvette 370
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Il apparaft clairement dans les Figs 8 à U et 14e l5 que 1-'écartement des axes 118 11' est proportionnel à l'écartement des mâchoires de serrage 19a l''9 et par conséquent à l'épaisseur de l'éprouvet- te introduite entre ces dernières.
La Fig. 11 montre particulièrement que pour un écartement 0, de ces dernières mâchoires, l'écartement entre les
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axes lé 119 est nuls ceux-ci étant amenés dans le prolongement l'un de l'autreo Lors de l'introduction de l'éprouvette entre les mâchoires
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19e 19' on règle simultanément l'écartement entre les mâchoires de guidage 24 et 24e. A cet effet, les vis de blocage 32 et 32e sont relâchées de façon à permettre le mouvement de basculement des leviers 29 et 29' autour
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des pivots 30 et 30 pour engager les tourillons 31 et 315 dans les crochets 12 et ti 12e après quoi, les vis 32 et 32' sont à nouveau resserrées pour bloquer en position les leviers 29 et 29'.
Dans cette position des leviers.9 les butées 28 et 28-, agissant sur les glissières 25 et 25-', règlent l'écartement entre les mâchoires 24 et 24'suivant l'épaisseur de l'éprouvette, de manière à permettre un coulissement aisé de cette dernière entre les dites mâchoires de guidage.
Après avoir ensuite déterminé, à leur valeur voulue, l'angle de pliage de l'éprouvette 37 à l'aide des broches 35 et 35' engagées dans les ouvertures 36, 36' qui limitent les déplacements angulaires des leviers de commande 1 et 2, on imprime à ces leviers des mouvements angulaires
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alternés jusqu'à rupture de 1J'épr'ouvatte 37, le nombre de pliages succes- sifs caractérisant les qualités plastiques du métal à l'essaio
Au cours de ces mouvements angulaires des leviers de comman- des lorsque par exemple le levier 2 se déplace dans le sens de la flèche F, à partir de la ligne axiale IV-IV de Fige 5et que le levier 1 se déplace
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dans le sens de la flèche F9 jusquau moment où le rebord 34e du plateau 3 vient buter contre la broche 35 du plateau 4 (Figo 6)
9 0.9 est l'axe Ils qui forme le centre de pliage de l'éprouvette 37 Par contre, lorsque le mouvement qui vient d'être décrit s'effectue en sens opposé des flèches F et
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F' à partir de la ligne axiale IV-IV de Flga 5 c'est l'axe 11 qui forme le centre de pliage de cette éprouvette et ainsi alternativement.
Pendant ces mouvements de pliage, les crochets 12 et 12'
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viennent alternativement s'appuyer contre les broches 24a et 24!2. prévues aux mâchoires de guidage 24 et 24'. ce qui provoque le coulissement longitudinal de la. mâchoire de guidage correspondante qui est refoulée contre l'action des ressorts 26, pour amener cette dernière mâchoire dans la position voulue permettant la formation de la. courbure régulière de l'éprou- vette 37.
Le pliage de l'éprouvette est ainsi conditionné par l'ac-
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tion simultanée de quatre forces appliquées en des points A. B C et D (Fig. 2) correspondant aux quatre points de conta,et de cette éprouvette dans les mâchoires de serrage et de guidage.
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Dans ces conditionsq la courbe de la déformation de l.9éprou= vette est strictement régulière et définie par le rayon R, issu du centre de pliage. Le caractère de cette déformation est conservé dans toutes les phases des pliages et des redressements successifs de l'éprouvetteo