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Mesure des contraintes résiduelles

Identifiez les méthodes les plus fiables pour mesurer directement les contraintes résiduelles avec un endommagement minimal de la surface de la structure.

Determining Residual Stresses

Les contraintes résiduelles peuvent être présentes dans toute structure mécanique en raison de nombreuses causes liées aux procédés technologiques, telles que :

déformation plastique ou le soudage
refroidissement non uniforme des pièces moulées
procédé de forgeage

ou encore les traitements de surface tels que :

grenaillage de précontrainte
renforcement de la surface

LLes contraintes résiduelles contribuent à la résistance d’une structure autant que les contraintes mécaniques classiques. Cependant, si les contraintes provenant des charges appliquées peuvent être évaluées avec précision, les contraintes résiduelles restent difficiles à estimer. Il est donc très important de disposer d’une méthode fiable permettant de les mesurer directement avec un endommagement minimal de la surface.

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Méthode Ring Core et méthode Hole Drilling

Deux méthodes utilisant le jauges de contraintesont couramment employées pour la détermination des contraintes résiduelles : la méthode du carottage (Ring Core) et la méthode du perçage (Hole Drilling).

Dans les deux méthodes, une fois la rosette de jauges installée sur la pièce, l’état de contraintes résiduelles est perturbé par l’opération mécanique de perçage ou de carottage. Au cours de ce processus, les contraintes résiduelles se détendent et génèrent des déformations mesurées par des jauges de contrainte, qui serviront ensuite au calcul de l’état de contraintes résiduelles.

Avec la méthode du ring core, une rainure circulaire est réalisée autour de la jauge (ou rosette) .

Pour la méthode Hole Drilling, une fraise tournant à environ 350 000 tr/min et avancée par un moteur pas à pas est utilisée pour réaliser le perçage. Les variations de déformation résultant du perçage progressif du trou dans la pièce sont détectées par une rosette de jauges de contrainte spécialement conçue pour cette méthode.

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