Pilotage de vérin pour dispositif de fatigue

Pupitre de pilotage de vérins pour dispositif de fatigue

Présentation du client
Notre client est un Institut Universitaire de Technologie (IUT) situé dans le grand ouest. 

Produits testés : matériaux composites

Un matériau composite est un assemblage d'au moins deux constituants différents permettant de former un matériau aux performances globales améliorées. Les matériaux composites sont constitués d'une ossature, assurant sa tenue mécanique, ainsi que d'une matrice, un matériau constitué de plastique, de métal ou de céramique.

Voici quelques exemples de matériaux composites :

 

Fibre de carbone

Fibre de carbone

Bois composite

Bois composite

Fibre aramide (Kevlar)

Fibre aramide (Kevlar)

 

Objectif

Réaliser des tests de fatigue sur des matériaux composites. 

 

Problématique

Le dispositif de test de fatigue doit être innovant et adapté aux matériaux à tester. De plus, le système doit être modulaire et évolutif afin d'intégrer de nouvelles fonctionnalités selon l'avancement des recherches du client sur le comportement mécanique des composites, en couplage avec la température et l’humidité.

 

Solution et résultat

LF Technologies propose un dispositif comprenant deux vérins électriques, deux capteurs de force ainsi qu'un pupitre de commande. Chaque axe est piloté indépendamment, soit en manuel, soit selon une trajectoire programmée. De plus, chacun des axes est équipé d'un moteur linéaire ou brushless, piloté par un variateur. 

Le PC intégré est doté d'un logiciel spécifique qui permet de visualiser et contrôler les mesures, actionneurs et variateurs (position ON/OFF, recherche de zéro, etc.), d'effectuer le cyclage automatique selon une trajectoire programmée, de sauvegarder les mesures effectuées lors d'un test et d'étalonner les mesures. Le pilotage des mouvements manuels ou selon une trajectoire programmée est réalisé via une consigne de vitesse analogique, et la position est mesurée par un retour codeur. La mesure de force est assurée par un capteur traction/compression.

En mode trajectoire de position, le système calcule une vitesse théorique, limitée par les valeurs d’accélération, de freinage, de fin de course et de vitesse max. Cette consigne de vitesse théorique est envoyée avec une petite avance au système (correspondant à son temps de réaction). La position mesurée est ensuite comparée à la position réelle. La différence (appelée erreur de poursuite), multipliée par le gain de position (KPpos), donne un signal de vitesse à ajouter au signal théorique.
En mode trajectoire de force, le principe est le même. La force, divisée par le coefficient de rigidité (à paramétrer pour chaque application), donne un profil de vitesse théorique. L’erreur de poursuite est calculée en force et multipliée par le gain proportionnel de force (KPforce) pour donner le signal à ajouter à la consigne de vitesse théorique.

Ce dispositif de pilotage peut être utilisé seul ou bien intégré à un banc d’essai d’endurance mécanique, afin de tester la durée de vie en fatigue d’un produit ou matériau. Il est implanté en laboratoire de Recherche & Développement.

 

Moteur linéaire

Actionneur linéaire

 

Vérin linéaire

Vérin linéaire

 

Test de fatigue sur balle de tennis

Test de fatigue sur balle de tennis

 

Test de fatigue sur balle de tennis

 

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