Fonctionnalités de pointe pour une machine d’essais bi-axiale

La machine d’essais de traction/compression en bi-axial Mayes de l’Université de Sheffield vient de faire l’objet de travaux de modernisation qui ont porté sur une révision complète de la machine, assortie de l’intégration d’un nouveau système de commande. Cette machine qui travaille sur des éprouvettes normées, est utilisée pour tester divers matériaux, dont l’acier, les composites et l’aluminium destinés à des applications comme l’élimination des déchets nucléaires ou les structures d’avion, ainsi qu’à déterminer les efforts de frottement et de contrainte dans les trains d’atterrissage. Pour sa modernisation, l’université a logiquement fait appel à Moog Industrial Group, une division de la société Moog Inc., avec qui elle collabore depuis longtemps. Une équipe détachée de l’usine de Moog installée à Solihull, en Angleterre, et spécialisée dans les essais et simulations, a procédé à cette opération qui comprenait également l’installation et l’étalonnage de la machine, ainsi que la formation du personnel de l’université, laquelle utilise sept contrôleurs portables de la société.La modernisation de la machine d’essais a porté notamment sur l’adjonction d’un contrôleur à quatre voies. Selon Stuart Bibb, responsable des systèmes d’essais :  » les essais effectués par ce client comportent des boucles de régulation complexes qui ont pu être configurées à l’aide des fonctions et des outils des systèmes Moog. C’est grâce à ce genre de flexibilité et de capacité de prise en charge que le contrôleur portable de Moog se distingue de la concurrence. « Les essais biaxiaux sont notoirement complexes du fait que l’éprouvette doit être maintenue absolument centrée dans la machine pour garantir une sollicitation parfaitement symétrique de l’éprouvette. Ceci implique de pouvoir réguler à la fois le déplacement et la force appliquée par le système de manière que le centre de gravité de l’éprouvette reste fixe, tâche que le contrôleur portable accomplit à l’aide de voies d’asservissement personnalisables et de voies calculées. Outre ces quatre voies d’asservissement physiques, le contrôleur est configuré avec quatre voies d’asservissement virtuelles définies par l’utilisateur : force X, force Y, translation X et translation Y.Les voies virtuelles peuvent être utilisées de la même manière que les voies physiques pour positionner les vérins pour installer l’éprouvette et répartir l’application des forces. Les voies de translation servent à maintenir l’éprouvette en position correcte et les voies d’effort servent à appliquer la charge dynamique à l’éprouvette de manière parfaitement symétrique. En mode translation, avec translation 1 pour l’axe Y et translation 2 pour l’axe X, les deux vérins peuvent être réglés en position à l’aide de la commande point de consigne pour chaque axe. On maintient ainsi une distance constante entre les deux vérins qui effectuent une course identique simultanément.Une des nombreuses fonctions que le système Moog améliore, concerne la possibilité de créer par conversion cinématique des voies de commande virtuelles représentatives d’une certaine force et d’un certain déplacement.  » La conversion cinématique permet de définir un point de consigne par degré de liberté et, par la suite, de faciliter la création d’un spectre. Le contrôleur est capable de synchroniser plusieurs scénarios différents sur plusieurs actionneurs et de créer un degré de liberté virtuel. Les ingénieurs disposent ainsi d’une plus grande flexibilité dans la création des mouvements et d’une meilleure maîtrise de la mécanique de l’essai « , précise Stuart Bibb.Grâce au système, les ingénieurs peuvent configurer la boucle de régulation de manière que l’éprouvette renvoie des informations sur, par exemple, les moyennes de force et de position. En outre, il permet de créer une forme d’onde sinusoïdale adaptée à l’objectif final en moins d’une heure.D’après Mike Rennison, expérimentateur au département de génie mécanique de l’Université de Sheffield,  » nous avons opté pour le contrôleur portable de Moog parce qu’il nous permet d’aller plus loin dans les essais de par son universalité et sa flexibilité qui sont nettement supérieures à celles d’autres systèmes du marché. Il nous a aussi permis de mettre à niveau tous nos équipements pour pouvoir résoudre les problèmes que les clients nous soumettent. « Par Marc Chabreuil