Entreprise: Shimadzu

Shimadzu - Machine d'essai de fatigue USF-2000

Machine d’essai de fatigue pour le domaine very high cycle fatigue

La gamme Very High Cycle Fatigue (VHCF) couvre les cycles de charge de 10¹⁰ à 10¹³ et plus. Cela concerne des applications telles que les turbines, les moteurs, les essieux montés, les têtes de mesure à ultrasons, etc. Les machines d’essai qui peuvent tester dans ce domaine sont généralement des modèles spéciaux très spécifiques. Avec l’USF-2000, Shimadzu a développé une machine de test sophistiquée pour le grand marché. 10¹⁰ changements de charge en seulement 6 jours, c’est possible avec l’USF-2000.

Caractéristiques de l'USF-2000

Structure de l’appareil

Le cœur du système USF-2000A est constitué d’un cadre de test avec un actionneur piézoélectrique, l’électronique de régulation, un PC et un logiciel.

Le système USF est conçu pour les essais de fatigue avec des cycles de charge très élevés et offre une méthode d’essai efficace en termes de temps et de coûts. En très peu de temps, l’USF-2000A fournit des informations sur la capacité de charge des matériaux métalliques et autres.

l’actuateur piézoélectrique génère une amplitude de tension dans l’échantillon via le cornet de forme spéciale appelé cône, en le faisant résonner avec des ondes longitudinales de 20 kHz. Cela permet de mesurer la résistance à la fatigue dans la plage impressionnante de 10⁹ à 10¹⁰ – une plage dans laquelle il était jusqu’à présent difficile, voire impossible, d’obtenir des données précises.

10⁷ cycles de charge sont atteints en 10 minutes environ. Cette rapidité est particulièrement cruciale dans des secteurs comme l’automobile, l’aérospatiale et le transport ferroviaire. Dans ce domaine, la fiabilité des matériaux est essentielle pour garantir une sécurité maximale aux consommateurs et aux fabricants.

Pour les charges asymétriques (rapports de tension différents de R=-1), le système peut être installé dans le cadre d’essai d’une machine d’essai universelle. Dans ce cas, l’échantillon n’oscille plus librement mais est serré des deux côtés.

Méthode

Caractéristiques des matériaux : déterminer le module d’élasticité et la densité du matériau
Choisir la forme de l’échantillon
Le logiciel génère la géométrie des échantillons
Préparation des échantillons
Fixer l’échantillon
Configuration en mode de test continu ou en mode de test par intervalles
Saisie du critère d’arrêt
Démarrer le test
Le critère d’interruption arrête le test
Création automatique de rapports

Données techniques

Plage d’amplitude de tension env. 100 … 1’200 MPa
Amplitude du déplacement à l’extrémité du cône : ±10 … ±50 μm
Charge centrale jusqu’à 1,5kN en configuration avec cadre de machine d’essai.
Refroidissement à l’air de l’échantillon
Mode de test par intervalles

Applications

Aéronautique et aérospatiale

Les composants des avions et des véhicules spatiaux sont souvent soumis à des contraintes mécaniques extrêmes, notamment en raison des vibrations et des variations de pression pendant le vol. Les tests VHCF sont utilisés pour évaluer la durée de vie des composants du moteur et de la structure, tels que les ailes, les parties du fuselage et les moteurs.

Industrie automobile

Dans la production automobile, les tests VHCF sont utilisés pour évaluer la durée de vie des composants du moteur, des châssis, des transmissions et d’autres pièces. Ces tests permettent de s’assurer que les véhicules répondent aux exigences de durabilité et de fiabilité.

Recherche sur les matériaux

Les chercheurs utilisent les tests de fatigue VHCF pour étudier et caractériser les propriétés de fatigue de différents matériaux. Cela peut aider à développer de nouveaux matériaux ou à optimiser des matériaux existants pour des applications spécifiques.

Production d'énergie

Dans l’industrie de la production d’énergie, en particulier les éoliennes et les turbines, les composants doivent résister à des contraintes mécaniques extrêmes. Les tests VHCF sont utilisés pour évaluer la durée de vie des pales de turbine et d’autres composants.

Contrôle non destructif (CND)

Les têtes de mesure à ultrasons sont également utilisées dans les CND pour examiner les matériaux à la recherche de défauts internes ou d’irrégularités sans les endommager. Ces applications peuvent se trouver dans des secteurs tels que l’aérospatiale, l’automobile et l’industrie lourde. Les tests VHCF permettent d’évaluer la durée de vie et les performances des têtes de mesure soumises à de fortes contraintes pendant leur fonctionnement.

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Shimadzu est un fabricant de technologies de test et de mesure de haute précision.

Depuis sa création il y a près de 150 ans, la société Shimadzu s’appuie sur sa philosophie d’entreprise, « Contribuer à la société par le biais de la science et de la technologie ».

Les technologies de test et de mesure de haute précision de Shimadzu sont utilisées pour soutenir les processus d’inspection des produits et de contrôle de la qualité pour la fabrication dans les domaines industriels. Il nous permet de vivre sans souci et en toute sécurité.