Qu'entend-on par « déformation » ?

On utilise le terme « déformation » pour décrire la mesure de déformation d’un matériau. Le matériau d’un composant ou d’un objet spécifique peut être allongé (étiré) ou contracté (comprimé), et ainsi subir une extension ou contrainte due aux facteurs suivants :

  • l’effet d’une force externe appliquée (contrainte mécanique)
  • l’influence de la chaleur ou du froid (contrainte thermique)
  • des forces internes dues au refroidissement non uniforme de composants moulés, à un forgeage ou une soudure (contrainte résiduelle)

Pourquoi mesurer la déformation ? 

Le plus souvent, la déformation est mesurée pour évaluer le niveau de sollicitation du matériau – Analyse expérimentale des contraintes. La valeur absolue et la direction de la sollicitation mécanique sont déterminées à partir de la déformation  mesurée et des propriétés connues du matériau (module d'élasticité et coefficient de Poisson). Ces calculs reposent sur la loi de Hooke. Dans sa forme la plus simple, la loi de Hooke détermine la proportionnalité directe entre la contrainte (ou déformation) ε [m/m] et la sollicitation σ [N/mm2] d’un matériau spécifique à l’aide de son élasticité ou module d'élasticité E [N/mm2].

σ = ε⋅E

Comment mesurer une déformation ?

Pour comprendre comment il est possible de mesurer une déformation, il faut tout d’abord comprendre les effets de la contrainte sur le matériau. Un échantillon sans contrainte présente une longueur de base de lo. Si une contrainte ε est appliquée à l’objet, la longueur de ce dernier changera d’une valeur Δl selon la formule indiquée ci-dessous :

La contrainte (ou déformation) est donc une valeur non dimensionelle qui représente le changement de longueur d’un matériau par rapport à sa longueur initiale. Comme les variations de longueur sont généralement très faibles, on utilise les préfixes fractionnaires standards du système SI. Pour la déformation, il s’agit généralement de micromètres par mètre (μm/m = 10-6 m/m = ppm).

Il existe plusieurs types de jauges et de capteurs différents pouvant être utilisés pour mesurer la déformation. Les jauges d’extensométrie sont les dispositifs les plus couramment utilisés. HBM propose aussi bien des jauges électriques que des jauges optiques, parmi d’autres produits pour les mesures de déformation.

Technologies pour la mesure de déformation : électrique ou optique ?

Découvrez tout ce qu’il y a à savoir sur la mesure par jauges électriques ou optiques, par exemple les notions de base, les procédures d’installation, le moyen d’éviter les défaillances et le choix de la jauge adaptée, en cliquant sur les titres correspondants ci-dessous.

 

Mesure par jauges électriques

Mesure par jauges optiques

Les dispositifs les plus couramment utilisés pour la mesure de déformation sont les jauges électriques. Elles sont appelées jauges conventionnelles ou jauges à trame pelliculaire. HBM propose maintenant ces capteurs depuis plus de six décennies et est reconnu pour ses produits de qualité éprouvée et sa compétence.

Les capteurs à fibre optique sont également une solution alternative performante proposée par HBM. Afin de répondre aux standards élevés de l’entreprise, les capteurs optiques reposant sur la technologie à réseau de Bragg sont proposés via HBM FiberSensing.

Ces jauges d’extensométrie sont habituellement utilisées pour l’analyse expérimentale des contraintes, les essais de durabilité et la fabrication de capteurs.                                                                      

Les jauges optiques sont couramment utilisées pour la surveillance des structures, où les transmissions longue distance sont fréquentes, ainsi que pour les essais de matériaux avec de fortes contraintes et des limites de fatigue élevées.

La gamme HBM très étendue de jauges conventionnelles permet de couvrir des applications de mesure de déformation très différentes. Plus de 2000 types de jauges linéaires et de rosettes sont ainsi disponibles.

Une seule fibre optique peut être associée à divers capteurs (avec des mesures de grandeur différente) dans des réseaux de mesure complexes. Disponibles en versions configurables de chaînettes de jauges prêtes à installer, les capteurs optiques HBM peuvent être collés, soudés par points, attachés ou directement coulés dans différents matériaux, structures et composants.

Les deux options peuvent être utilisées séparément ou combinées dans un projet de mesure.


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