L'Université de Siegen utilise la technologie de mesure HBM depuis plus de quarante ans...

...et il y a toujours plus à découvrir.

Pour élever les normes de qualité et améliorer les produits manufacturés, les mesures de grandeurs électriques ou physiques, telles que le courant, la tension, la contrainte, la température et la pression, sont essentielles. C'est pourquoi, au fil des ans, plusieurs instituts de recherche de l'Université de Siegen ont utilisé la technologie de mesure dans leurs projets de recherche. Dès le début de 1975, des jauges de contrainte et des appareils de mesure, fabriqués par HBM, étaient utilisés à l'Université de Siegen. Plus tard, les systèmes de mesure HBM, avec trois ou même six amplificateurs et plus, ont été utilisés pour déterminer la déformation et/ou le déplacement. Certains d'entre eux sont utilisés depuis plus de quarante an !

Récemment, plusieurs systèmes d'acquisition de données (DAQ) HBM Genesis HighSpeed, tels que GEN7t et GEN17tA, ont été utilisés pour des projets dans différents instituts de l'Université de Siegen.

Étude de la mécanique de rupture des matériaux composites

Comme les matériaux composites réagissent différemment aux charges statiques et dynamiques, l'étude du comportement des matériaux est un sujet d'intérêt pour les équipes de recherche. Mohammad Reza Khosravani, docteur en génie mécanique, a récemment exploré les « recherches expérimentales sur le comportement dynamique et la rupture des matériaux composites » à l'Institut de mécanique des solides de l'Université de Siegen. « Ces dernières années, nous avons utilisé des produits HBM pour effectuer les recherches expérimentales », explique-t-il. « Plus précisément, nous avons étudié la mécanique de rupture de deux matériaux composites différents : les joints T en sandwich composite et le béton à ultra-haute performance (UHPC). À cet effet, nous avons utilisé dans notre laboratoire deux barres de compression de Hopkinson (SHPB) qui étaient équipées de produits HBM et d'une caméra haute vitesse. » Les résultats ont été publiés dans plusieurs revues spécialisées.

Le système Genesis HighSpeed de HBM utilisé à l'Université de Siegen

Les jauges de contrainte jouent un rôle majeur

 

Un système de mesure HBM et des jauges de contrainte HBM  ont été utilisés lors des essais expérimentaux sur les joints en T en sandwich composite. À l'aide des jauges de contrainte, la contrainte sur l'interface du joint a été déterminée. Dans une série d'essais de traction sous différents taux de charge, des caméras vidéo à très grande vitesse ont été utilisées pour la technique de corrélation d'images numériques (DIC). La caméra a été déclenchée par un signal généré par les jauges de contrainte montées sur les éprouvettes. Les images avec la technique DIC ont permis au chercheur de déterminer la position de la fissure et d'étudier le processus de propagation interfacial.

Comme ces images sont un élément important de données comparatives, le signal de déclenchement issu des jauges de contrainte était un problème crucial qui a pu être résolu avec succès en utilisant des jauges de contrainte HBM. Comme le Dr Ing. Mohammad Reza Khosravani le résume :

« Les données fournies par les jauges de contrainte et le système d'acquisition de données ont permis de créer des courbes de contrainte-déformation des joints T en sandwich composite sous charges statiques et dynamiques. Les courbes obtenues indiquent les capacités de charge de ces éléments structurels. »

« L'un des systèmes les plus puissants et les plus sophistiqués disponibles sur le marché mondial »

« Lors de l'étude du comportement dynamique du matériau UHPC, nous avons utilisé une barre de compression de Hopkinson (SHPB) et déterminé les propriétés mécaniques du matériau UHPC sous des taux de charge élevés », explique le Dr Ing. Khosravani. Les barres d'incidence et de transmission ainsi que les éprouvettes testées ont été équipées de jauges de contrainte HBM. La SHPB a été connectée à un système d'acquisition de données Genesis HighSpeed GEN7t. Ce système est un enregistreur de données rapide qui offre une grande flexibilité et des performances exceptionnelles. Le système d'acquisition de données utilisé lors des essais comprend une RAM transitoire totalisant jusqu'à 106 échantillons par seconde et permet l'utilisation de 4 voies simultanément.

« Le châssis GEN7tA peut contenir jusqu’à 7 cartes d'entrée et permet d’ajouter toutes les voies désirées, ce qui est un avantage de ce système. Le système d'acquisition de données Genesis HighSpeed de HBM peut être considéré comme l'un des systèmes les plus puissants et sophistiqués disponibles sur le marché mondial. Pour diverses recherches, nous avons utilisé différents systèmes Genesis HighSpeed qui sont des systèmes d'acquisition de données haut de gamme combinant l'enregistrement de transitoire et la transmission de données en continu », explique le Dr Ing. Khosravani. « Les systèmes d'acquisition de données produits par HBM peuvent être configurés pour la durée et la taille d'enregistrement prévues. Parmi les avantages des produits HBM, et en particulier de la série Genesis HighSpeed, il convient de mentionner que ces systèmes peuvent être étendus pour toutes les applications souhaitées. À cet égard, nous avons utilisé les blocs d'acquisition de données de base et déterminé les capacités dont nous avions besoin dans le système. La conception du matériel nous a permis de configurer le nombre de voies. »

Une chaîne de mesure qui fonctionne parfaitement

Un autre avantage mentionné par le chercheur est que les jauges de contrainte et le système de mesure sont fabriqués par le même fabricant et fonctionnent donc très bien ensemble. En plus du matériel, l'équipe de recherche a utilisé le logiciel Perception de HBM qui est un logiciel multilingue.

“Il s'agit d'un logiciel unique de mesure à grande vitesse qui détecte automatiquement tous les systèmes Genesis HighSpeed disponibles. Avec Perception, un traitement rapide et fiable est possible et la technologie StatStream permet au logiciel de visualiser jusqu'à 10 gigaoctets de données en 10 secondes. De plus, le contrôle et les mises à jour peuvent être effectués depuis n'importe quel ordinateur. ”

À propos de l'Université de Siegen

L'Université de Siegen située au centre de la région frontalière des trois Länder allemands de Hesse, de Rhénanie-du-Nord-Westphalie et de Rhénanie-Palatinat est engagée dans la recherche interdisciplinaire au sein de quatre facultés. Visitez le site web pour davantage d'informations.

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