Simulateur de chocs

[quentin21]

Bonjour à tous,
Je vous présente un petit projet, je travail actuellement sur une machine devant essayer de reproduire ce que l'on ferait manuellement en tirant un coup sec sur un objet...
Le but rechercher est de tester la résistance d'un objet, dans mon cas une chaine, face a un choc, donc ce n'est pas un simple essais de traction qui lui aurait tendance à allonger la chaine.
Cette "machine" doit pouvoir effectuer le test sur des chaines de circonférences différentes, donc être réglable. L'effort à appliquer doit toujours être le même, fixons le à 20 N pour avoir une valeur.
Et enfin le test doit être répétable et reproductible, gros dilemme

Pour les différents diamètres et l'installation sur la machine j'ai déja une vague idée de système avec des galets de différents diamètres selon la circonférence de la chaine.
Pour ce qui est du tes, j'ai plusieurs choix se portant à moi, j'en vois trois, soit un vérin qui viendrait frapper une des extrémité (mobile) de la chaine tandis que l'autre serait fixe, ou alors à la place d'un vérin, un système s'inspirant grandement du mouton de Charpy et la dernière, une masse G tombant d'une hauteur L définie.
Voila ce que je vois pour l'instant, j'essaierais de vous poster les schémas cinématique pour voir ce que vous en pensez. Si vous avez d'autres idées je suis ouvert à toutes propositions. Mon problème est que je ne vois pas du tout comment avoir un bon réglage pour obtenir toujours le même effort...
Une fois cela défini, j'attaquerais la conception 3D et une fois cette dernière validé, la fabrication et vous serez tenue au courant de l'avancement du projet.
Merci à vous.

 

[lacier]

Bonjour,

Comme ça rapidement en première réflexion, je te conseillerais d'utiliser la gravité pour ton système d'essai. C'est efficace, reproductible et ne devrait pas changer de sitôt !

Les autres systèmes, vérins, moteurs... peuvent être utilisés mais vont demander de grands moyens pour le contrôle de l'effort et de la vitesse.
Avec un vérin pneumatique par exemple, même si tu peux régler finement la pression d'air, tu resteras toujours dépendant des frottements des joints qui varient dans le temps et avec la température. Et même en passant en hydraulique ou électrique, il faudrait aussi un asservissement pour la vitesse.
Les machines d'essai dynamique motorisées existent mais sont assez complexes... €€€

Au moins avec la gravité, une fois que le système est défini, avec balancier comme le mouton de Charpy ou en chute verticale, la répétabilité est excellente à peu de frais.

 

[Pousse Toc]

Bonjour

Si les dimensions du mouton de Charpy posent un problème, vous pouvez vous rabattre sur un agneau !

Cordialement et avec humour !

 

[moissan]

Mon problème est que je ne vois pas du tout comment avoir un bon réglage pour obtenir toujours le même effort...

tu n'aura jamais le même effort

le but d'un essai au choc n'est pas de faire un effort constant , mais une energie constante , vu la masse et la vitesse du mouton ( ou belier ou autre animal )

la force depand de la façon dont la piece resiste : si elle est raide la force sera grande pendant peut de temps ... si la piece est elastique la force sera plus faible mais plus longtemps sur une distance plus longue

 

[JeanYves]

Bjr ,

Je suis de l'avis de Lacier !
Les autres systemes dependent de trop nombreux parametres !

 

[ChristianR]

Les cordes et mousquetons d'escalade sont testés dans une petite tour en faisant tomber un contrepoids d'une hauteur déterminée.
Simple et reproductible.

 

[quentin21]

Merci pour vos réponses,
comme c'est souvent le cas, je partais un peu sur une "usine à gaz" alors que le principe d'une tour de chute est vraiment simple
et moissan, si j'ai bien compris, c'est uniquement l’énergie en Joule qui sera constante.

 

[Kozan]

Bonjour

Le mieux est effectivement une masse calibrée qui chute, guidée par un tube (sans frottement ) .
La masse est libérée par une tige , placée en travers du tube et que l'on retire . Cette disposition permet de minimiser l'influence de l’opérateur.
Le résultat est en Joules.
C'est très reproductible.

Cordialement.

 

[quentin21]

Merci a tous, je vais travailler un peu sur cette solution, sans mettre de coté les autres et ensuite les faire valider par mes profs. Je vous retiens au courant de l'avancement.

 

[quentin21]

Bonjour,
voici une petite idée faite vite fait sous CREO, pensez vous que c'est plausible, ca me semble plutôt simple, le problème est que la chaine sera deja en "tension"...

si jamais vous avez des critiques je suis preneur.

 

[yvon29]

Bonsoir
il y a toujors trop de frottement dans le cas de glissières verticales : expèrience au boulot, ce qui nous avait conduit à utiliser un M de Charpy

la meilleure solution simple est le mouton de Charpy qui peut se décliner dans toutes les tailles et permet facilement de calculer l'energie dépensée
des idées en vrac:
- il y a ausi le canon ou pistolet pneumatique calibré pour déclencher avec la même force
- aussi les systèmes comme les pointeaux automatiques où on appuie et qui déclenche quand une force donnée est exercée
- pistolet SPIT mais quelle sera la répétitivité ?
- techno arbalète ...

 

[JeanYves]

Bsr ,

Les bras horizontaux qui portent les 2 galets ont trop de porte à faux ! , celui du bas ne glissera pas en raison de l'arc boutement .
Il serait bien plus efficace de faire un levier articulé , avec le systeme de choc du bon coté , ce seraient aussi plus facile à realiser .

Ou bien alors , faire un systeme ou les brins de la chaine seraient horizontaux et soumis aux chocs verticaux ? ?

 

[moissan]

attention a la methode de test des mousqueton avec une certaine longueur de corde entre le poid qui tombe et le mousqueton : la corde absorbe une partie de l'energie et le mousqueton est testé moins severement : c'est très bien pour le materiel d'alpinisme car ca correspond exactement a ce qui est demandé au mousqueton dans son usage normal

mais pour le cas des tes chaine je pense qu'il faut plutot un choc direct entre la masse qui tombe et la chaine avec le moins d'intermediaire possible

si la chaine est verticale le poid qui tombe est forcement a coté ... une piece qui coulisse droit sans faire de frottement et sans etre trop lourde serait difficile

une solution partager la masse qui tombe en 2 de chaque coté de la chaine , et au bout de la chaine une barre en travers sur laquelle tape les 2 masse

enfin 2 masse c'est juste une premiere idée : ça peut etre tout simplement une masse avec un trou au millieu pour faire passer la chaine

et comme dit yvon29 les guidage de masse lineaire sont sujet a frottement : il est encore plus simple que la masse ai un mouvement de rotation : un arc de cercle qui fini verticalement la ou ça tape sur la chaine

 

[quentin21]

Merci a tous pour ces avis constructifs.
Pour que ma problématique soit un peu plus compréhensible voici une petite photo:



Je souhaiterais mettre en évidence des problèmes de résistance sur ce type de chaines face à un choc ( simulé un enfant qui tire dessus par inadvertance, ou lorsque l'on prend la chaine dans les mailles de son pull lorsqu'on l'enlève), la chaine doit quand même résister à une valeur mini avant de céder face aux petits aléas de la vie de tous les jours.

De plus, dans ma problématique, on aimerais que je puisse aussi tester les gourmettes jusqu'au très grands colliers donc la longueur varie de 13cm à 90cm.
Dans tous les cas ils doivent pouvoir être testé sur la même machine, de la même façon et le temps entre 2 tests doit etre au maximum de 30 sec...
Ensuite, pour m'adapter aux différentes tailles de chaine, je pensais à des galets de plusieurs diamètre qui seraient 1, 2, 5 et 10cm.
Merci encore une fois pour vos réponses.

 

[Albert le Belge]

Bonjour
L'accrochage par un enfant ou la prise dans un textile s'apparentera plus à une traction qu'un choc.

La longueur d'une chaîne ne va-t-elle pas influencer le test ? (l'effort étant réparti sur un plus ou moins grand nombre de maillons).

Connaître la résistance des maillons présente l’intérêt de pouvoir déterminer le "calibre" d'un "maillon faible" facilement remplaçable,
afin de préserver l'intégrité du bijoux.

 

[quentin21]

Bonjour Albert, le problème est que si l'on fait de la traction pure, le matériaux peut s'allonger très longtemps (les chaines en Or doublent presque de longueur sans céder, alors que si l'on simule une sorte de choc, je pense que l'on peu mettre en avant des problèmes que l'on ne remarquerait pas en simple traction, et un jeune enfant qui agrippe le collier de sa mère (ou son père) tirera un coup sec dessus pour le garder avec lui donc je pense que cela s'apparente plus à un choc.
Ensuite, il est vrai que la longueur de chaîne et la matière, le type de mailles va influencer le test, mais on me demande de faire un test reproductible sur tous les types de chaines, quelque soit leur matière ou longueur.
Enfin, les bijoux arrivant déjà construit, il arrive que sur une même serie sur deux livraisons il y en ai une qui soit bonne avec le test actuel, et l'autre qui présente un défaut de fabrication ou toute les pièces testées vont céder.

 

[stanloc]

Bonjour Albert, le problème est que si l'on fait de la traction pure, le matériaux peut s'allonger très longtemps (les chaines en Or doublent presque de longueur sans céder, alors que si l'on simule une sorte de choc, je pense que l'on peu mettre en avant des problèmes que l'on ne remarquerait pas en simple traction, et un jeune enfant qui agrippe le collier de sa mère (ou son père) tirera un coup sec dessus pour le garder avec lui donc je pense que cela s'apparente plus à un choc.
Ensuite, il est vrai que la longueur de chaîne et la matière, le type de mailles va influencer le test, mais on me demande de faire un test reproductible sur tous les types de chaines, quelque soit leur matière ou longueur.
Enfin, les bijoux arrivant déjà construit, il arrive que sur une même serie sur deux livraisons il y en ai une qui soit bonne avec le test actuel, et l'autre qui présente un défaut de fabrication ou toute les pièces testées vont céder.

Dans tous les essais en traction la vitesse avec laquelle la force est appliquée est un paramètre important évidemment. Il peut donc être intéressant dans ton cas de faire une pré-étude pour déterminer la vitesse à mettre en oeuvre qui soit la plus représentative ou de consulter s'il y a des normes AFNOR pour ce test dans ce cas spécifique des bijoux.
Stan

 

[JeanYves]

Bjr ,

Un dispositif qui est bien pour cela aussi c'est le cabestan , c'est simple à realiser , facilement reglable et permet des allongement importants .
S'inspirer des machines , purement mecaniques , à corder les raquettes de tennis .

 

[quentin21]

Pour l'instant, la norme dans l'entreprise ou je me trouve est définie comme suit:
[highlight=#ffff40]Prendre le bijou à 1 cm de chaque côté du fermoir et 3 cm sur maillon de chaine, puis tirer un coup sec.[/highlight]
Celle ci dépend grandement de l'opérateur, et de si il est en forme ou non, c'est la raison pour laquelle une machine réalisant toujours la même chose serait bien,
et servirait surtout pour leurs tests qualité en interne après réception d'un lot.

 

[JeanYves]

Bsr ,

Ce n'est pas suffisamment precis ! , avec quelle force ??

Ensuite pour verifier la livraison d'un fournisseur il faut se referer à quelques chose ! , une norme ? , une annexe de un contrat ? , un accord quelconque ...

On est plus à l'epoque du far west !

 

[brise-copeaux]

Salut,

Tu peux faire un truc comme ça..c'est du vite fait comme croquis

1, pour suspendre la chaine, 2 la chaine, 3 bras de frappe, 4 poids coulissant, 5 pivot, 6 cadran

Çà permet de régler la frappe avec le poids coulissant et mettre une valeur sur le cadran.

@ +

 

[moissan]

quand on tire sur un collier a la main ce n'est pas un choc ! c'est une simple traction

donc pour caracteriser une chaine de bijouterie il suffit d'y supendre des poids , et augmenter la charge jusqu'a ce que ça casse

bien sur celui qui veut arracher un collier va faire un mouvement rapide pour faire plus d'effort que ce qu'il serait capable de faire en continu , c'est un peu le principe d'un choc ... mais pour le metal de la chaine ça reste reste un effort et pas un choc : l'elasticité du corps autour du cou amorti le choc pour le metal

petite astuce pour faire ce genre d'essai de traction sans ajouter des poids un par un : utiliser comme charge un bidon , et le remplir d'eau : ça casse quand on a atteind le bon poid et il n'y a plus qu'a mesurer la quantité d'eau

 

[quentin21]

Jean Yves, je sais que ce n'est pas précis, mais c'est la norme actuelle dans l'entreprise ou je me trouve (j'y suis en stage depuis 3 semaines pour 6 mois), c'est la raison pour laquelle pour leurs contrôle qualité à la réception des produits ils souhaitent avoir une référence qui leur serve de norme et la transmettre par la suite à leurs fournisseurs. Car actuellement c'est très aléatoire, et il est difficile de refuser une livraison en disant simplement que "la chaine a cassé lorsque que Martine a tiré dessus..."
Ensuite, Moissan, la chaine ne doit pas céder lors du test (pas de test destructif) on souhaite seulement qu'elle résiste à une effort minimum que l'on a estimé au dynamomètre (donc en Newtons en non en Joules) à 13 N en reproduisant le test sur différentes chaines et en tirant de la même facon que le test actuel (pas très précis je te l'accorde)
Enfin, pour ce qui est de reproduire un "choc" c'est ce que l'on me demande de faire, mais il faut que celui ci soit "calibré" pour toujours etre le même suivant les chaines.
(Sinon pour l'astuce du bidon j'y avais pensé, je vais m'en servir pour une autre de mes problématique après résolution de celle ci, mais merci )
Brise-copeaux, merci pour ton schéma, ca m'en fait toujours un de plus a regarder

Sinon pour vous donner une idée de la taille des chaines a tester, voici une petite photo, allant de la plus petite, 13 cm, à la plus grande 90 cm avec 2 intermédiaires

On y voit les "galets" pour avoir une idée de leur taille.

 

[stanloc]

J'ai l'impression qu'il suffit de suspendre gentiment le même poids à chaque fois à vos chaînes à la réception puis de soulever ce poids d'une certaine hauteur et de le laisser retomber au bout de la chaîne et on a la tenue en statique et en dynamique. L' abandon du poids pour sa chute gagnerait à être faite en coupant le courant d'un électroaimant.
Pourquoi faire compliqué lorsqu'on peut faire simple.
Stan

 

[JeanYves]

Bjr

C'est plus clair !
Et la tension est toujours la même quelquesoit le type de chaine ??

Je trouve que le systeme de tension des cordes des raquettes de tennis serait tres bien .
C'est un systeme à cabestan , la tension est reglable et il est tres facile de caler une limite à ne pas depasser .
Et c'est assez facile à realiser .

 

[stanloc]

Pour moi placer la chaîne sur des galets, est une mauvaise idée car 1°) il faut une force double 2°) la partie de la chaîne qui s'enroule autour du galet n'est pas soumise au même effort. Il suffit que la potence à laquelle est suspendue la chaîne soit coulissante de sorte que son extrémité inférieure soit toujours au même niveau, quitte à accrocher une rallonge en cordelette pour l'essai en dynamique.
Stan

 

[JeanYves]

L'effort , ne dois pas poser de pb .
C'est surtout la notion de choc qu'il faut preciser !

 

[brise-copeaux]

Salut,

On sait plus trop bien se que l'on cherche, le système de "quentin21" c'est plus un système de traction qu'un système de choc.
Sur mon croquis c'est bien un truc de chocs c'est se qui est demander au début.
Il faudrait savoir qu'est que l'on cherche à validé, est ce la résistance du fermoir ou de la chaine, pour moi il faudrait faire les deux mais individuellement, pour savoir quelle partie à améliorée, et éventuellement faire le teste le tout monter.

@ +

 

[stanloc]

De ce que j'ai compris, voici en dessin ce que moi je ferais :
Une potence avec le bras réglable en hauteur pour adapter le montage aux différences de longueur
A hauteur fixe, un électroaimant annulaire et fixée à l'extrémité des chaînes une cordelette de longueur prédéterminée selon la puissance du choc que l'on veut, cela en rapport avec bien sûr la masse accrochée en bout.
On attache la chaîne à la potence et la cordelette à la chaîne et on suspend la masse gentiment. Si rien ne casse on vient coller la masse magnétique à l'électroaimant. La longueur libre de l'ensemble chaîne + cordelette détermine la hauteur de chute de la masse et l'intensité du choc. CQFD
Stan
N.B. :La cordelette est la seule partie qui doit bouger lorsqu'on remonte la masse. Sa nature peut d'ailleurs changer les conditions du test au choc.

 

[JeanYves]

Salut ,

Et preciser tout de même , la hauteur de chute !