Qu’est-ce qu’une machine d’essai de charge ?
Une machine d’essai de charge est un dispositif d’essai utilisé principalement pour déterminer la résistance des matériaux.
Pour de nombreux essais réalisés sur cette machine, une éprouvette est préparée. Les machines d’essai de charge appliquent généralement des mouvements verticaux à l’échantillon sous la forme d’une charge. Par exemple, la tension, la flexion, la compression ou le cisaillement, afin de déterminer le comportement du matériau sous charge. C’est-à-dire, la déformation, l’allongement ou la rupture de ce dernier.
Ces machines sont aussi communément appelées machines d’essai universelles par certains fabricants d’équipements d’essai. Les machines d’essai de charge sont principalement utilisées par les entreprises, les instituts de recherche et les universités dans diverses industries, y compris l’industrie minière.
Elles sont utiles pour tester les propriétés mécaniques d’un large éventail de matériaux, notamment les métaux, les non-métaux, les composites, les produits pharmaceutiques, les produits alimentaires, le bois, le cuivre, l’aluminium, les profilés en plastique, les fils et les câbles, le papier, les films, le caoutchouc et les textiles.
Utilisations des machines d’essai de charge
machines d’essai de charge sont fréquemment utilisées dans le contrôle de la qualité, dans la recherche et le développement. Elles servent à vérifier la résistance du soudage, du brasage et du collage, ainsi qu’à étudier les propriétés de certains matériaux.
La demande de technologies de mesure utilisant ces machines par industrie est très variée. Elle inclue les automobiles, les avions, les véhicules ferroviaires, l’alimentation et l’emballage, le textile et l’habillement, les composants électroniques et l’équipement électrique, la construction et l’ameublement, les cosmétiques, l’équipement médical et les produits pharmaceutiques, les sports et la gestion des plantes.
Principe des machines d’essai de charge
Les machines d’essai de charge (machines d’essai universelles) sont principalement électroniques, hydrauliques ou les deux, selon la source d’entraînement.
La machine d’essai de charge comporte deux arbres filetés verticaux dans lesquels coulisse la traverse mobile. Pour les essais de traction, l’échantillon est placé entre la traverse et les mâchoires de la tête mobile. Pour les essais de compression, l’échantillon est placé entre la tête mobile et la table.
La machine d’essai de charge est équipée d’un variateur de vitesse qui contrôle la vitesse des deux arbres filetés verticaux. Lorsque la tête mobile se déplace, la charge appliquée à l’échantillon change. La relation entre l’ampleur de la variation de la charge et l’importance de la déformation peut être enregistrée. Elle fait ainsi l’objet d’un graphique qui donne une indication des caractéristiques de déformation du matériau soumis à la charge.
Structure des machines d’essai de charge
La machine d’essai de charge se compose des cinq éléments principaux suivants :
1. Le cadre de charge
Le cadre de charge est le cadre de support pour l’application de la tension ou de la compression à l’échantillon. Il doit être suffisamment rigide pour supporter la charge d’essai, car la machine peut détecter une légère déformation plastique de l’échantillon.
2. La cellule de charge
La cellule de charge est un capteur qui détecte la charge appliquée à l’échantillon et qui est généralement monté sur la tête supérieure mobile de la machine d’essai. Les cellules de charge sont des capteurs qui utilisent des jauges de contrainte pour détecter l’ampleur de la charge sous la forme d’un signal électrique. Les cellules de charge doivent être étalonnées régulièrement pour garantir des résultats d’essai corrects.
3. Les pinces de verrouillage
Les pinces de verrouillage maintiennent l’échantillon en place de manière à ce que la charge soit appliquée à l’échantillon. Plusieurs fixations peuvent être installées pour permettre de fixer différents types de matériaux et d’échantillons.
4. La détection de la déformation
Par exemple, dans les essais de traction des matériaux, la charge appliquée et l’allongement de l’échantillon doivent être mesurés avec précision. La détection de la déformation permet de déterminer l’ampleur de la déformation avec une précision de 1 µm.
5. L’unité de contrôle
Dans les essais de charge, le taux de variation de la charge appliquée à l’échantillon est également important. L’unité de contrôle veille à ce que la charge soit appliquée conformément aux conditions d’essai. Elle enregistre également la charge appliquée et l’ampleur de la déformation.