MTS3000 - Le système utilisé pour la détermination des contraintes résiduelles
Le comportement des structures soumises à des charge est influencé par les contraintes résiduelles qui exitent dans ces structures sans qu'aucun signe extérieure ne soit visible. Par conséquence, il faut déterminer les contraintes existantes dans le composant pour les prendre en compte lors du dimensionnement de la pièce.
Pour déterminer ces contraintes résiduelles, la méthode du trou est une des méthodes courament employée. Pour cela, l'opérateur utilise une petite fraise de 1,6 mm de diamètre montée sur une machine de perçage spécifique et appropriée à cette méthode. Il peut ainsi percer l'objet et tous les changements de contrainte qui se produisent seront alors mesurés par les jauges.
SINT Technology, le partenaire technologique de HBM, propose un sytème complet constitué de la machine MTS3000 et l'amplificateur de mesure adapté qui rend ce procédé facile et efficace. Une turbine tournant à 300 000 tr/mn permet d'effectuer parfaitement le perçage grâce à une avance de la fraise réalisée par un moteur pas à pas. Les contraintes résiduelles varieront selon les différents pas de perçage du trou sélectionnés et seront enregistrées par les jauges, type rosettes, conçues pour cela.
Le traitement du signal est entièrement numérique. En complément du système de perçage et de l'unité de commande, un logiciel est livré avec quatre méthodes d'évaluation en conformité avec les normes existantes.
Le système est entièrement piloté par PC. Cela lui confère un degré élevé de précision ainsi qu'une bonne reproductibilité.
SINT Technology
Contraintes résiduelles: Mesure des contraintes internes au matériau
Des contraintes internes naissent dans les matériaux alors qu’ils ne sont soumis à aucune sollicitations extérieures. Les contraintes internes apparaissent lors d'une opération effectuée pendant la fabrication de la pièce ou pendant son utilisation comme après un refroidissement inégal sur les pièces, après un forgeage, après la soudure de deux pièces mécaniques ou bien encore après un traitement de surface.
Deux méthodes de mesure basées sur les jauges d'extensométrie sont fréquemment utilisées pour la détermination des contraintes résiduelles:
- Méthode du carottage
- Méthode du perçage
Ces deux méthodes interviennent après avoir coller une jauge du type rosette sur la pièce, l'état des contraintes est pris en compte par une mesure appropriée. Les contraintes internes génèrent des déformations à la surface de la matière après l’intervention d’une de ces méthodes. Ces contraintes sont saisies au moyen de la jauge et ensuite sont traitées par calcul dans le logiciel d'évaluation.
La procédure du carottage consiste à réaliser une gorge circulaire sur le pourtour de la jauge pour libérer les contraintes internes.
La mesure de contraintes résiduelles par la méthode du trou ou du perçage consiste à réaliser un trou au centre de la jauge. Il existe pour cette méthode deux conditions de réussite pour obtenir de bons résultats
- Il faut utiliser la méthode intégrale. Le résultat est la moyenne des contraintes internes rencontrées sur la profondeur du trou perçé.
- Il faut employer une unité de perçage à très grande vitesse de rotation. Pour réaliser cette opération très importante, SINT Technology propose la machine MTS3000. Une petite fraise tourne à 300000 tr/mn, elle est guidée en mouvement de descente par un moteur pas à pas? Ces deux conditions réunies permettent de réaliser correctement le trou. Les modifications de contraintes au bord du trou tout au long de la profondeur sont alors saisies par les trois grilles de mesure de la rosette.
Partenaire technologique de HBM
Détermination des contraintes résiduelles par la méthode du trou
Article technique
Rosette symétrique pour la méthode du trou (PDF)
