Machine d'essai universelle

Une machine d'essai universelle ( UTM ), également connue sous le nom de testeur universel , machine de traction universelle , machine d'essai de matériaux , cadre d'essai de matériaux , est utilisée pour tester la résistance à la traction (traction) et la résistance à la compression (poussée) , la résistance à la flexion , la flexion , le cisaillement , la dureté et les essais de torsion , fournissant des données précieuses pour la conception et la garantie de la qualité des matériaux . Un nom antérieur pour une machine d'essai de traction est un tensiomètre . La partie « universelle » du nom reflète le fait qu'elle peut effectuer de nombreuses applications de tests standard sur les matériaux, les composants et les structures (en d'autres termes, qu'elle est polyvalente).

Un UTM électromécanique utilise un moteur électrique pour appliquer une force contrôlée, tandis qu'un UTM hydraulique utilise des systèmes hydrauliques pour l'application de la force. Les UTM électromécaniques sont appréciés pour leur précision, leur rapidité et leur facilité d'utilisation, ce qui les rend adaptés à une large gamme d'applications, notamment les essais de traction, de compression et de flexion.

D'autre part, les UTM hydrauliques sont capables de générer des forces plus élevées et sont souvent utilisés pour tester des matériaux à haute résistance tels que les métaux et les alliages, où des applications de force extrême sont requises. Les deux types d'UTM jouent un rôle essentiel dans divers secteurs, notamment l'aérospatiale, l'automobile, la construction et la science des matériaux, permettant aux ingénieurs et aux chercheurs d'évaluer avec précision les propriétés mécaniques des matériaux à des fins de conception, de contrôle qualité et de recherche.

Plusieurs variantes sont utilisées. Les composants courants incluent :

• Cadre de charge - Il est généralement constitué de deux supports solides pour la machine. Certaines petites machines n'ont qu'un seul support.
• Cellule de charge - Un capteur de force ou un autre moyen de mesure de la charge est nécessaire. Un étalonnage périodique est généralement exigé par les réglementations en vigueur ou le système de qualité.
• Tête transversale - Une tête transversale mobile (tête transversale) est contrôlée pour se déplacer vers le haut ou vers le bas. En général, cela se fait à vitesse constante : parfois appelée machine à taux d'extension constant (CRE). Certaines machines peuvent programmer la vitesse de la tête transversale ou effectuer des tests cycliques, des tests à force constante, des tests à déformation constante, etc. Des entraînements électromécaniques, servo-hydrauliques, linéaires et à résonance sont utilisés.
• Moyens de mesure de l'extension ou de la déformation - De nombreux essais nécessitent une mesure de la réponse de l'éprouvette au mouvement de la traverse. Des extensomètres sont parfois utilisés.
• Panneau de contrôle et logiciel - Fournit le résultat du test avec les paramètres définis par l'utilisateur pour l'acquisition et l'analyse des données. Certaines machines plus anciennes sont équipées d'un cadran ou d'un affichage numérique et d'enregistreurs graphiques . De nombreuses machines plus récentes disposent d'une interface informatique pour l'analyse et l'impression.
• Conditionnement - De nombreux tests nécessitent un conditionnement contrôlé (température, humidité, pression, etc.). La machine peut être placée dans une pièce contrôlée ou une chambre environnementale spéciale peut être placée autour de l'échantillon à tester.
• Des montages d'essai , des mâchoires de maintien d'échantillons et des équipements de fabrication d'échantillons associés sont nécessaires dans de nombreuses méthodes d'essai .

La mise en place et l'utilisation sont détaillées dans une méthode d'essai , souvent publiée par un organisme de normalisation . Celle-ci spécifie la préparation de l'échantillon, le montage, la longueur de référence (la longueur étudiée ou observée), l'analyse, etc.

L'échantillon est placé dans la machine entre les mâchoires et un extensomètre peut, si nécessaire, enregistrer automatiquement la variation de la longueur de référence pendant l'essai. Si un extensomètre n'est pas installé, la machine elle-même peut enregistrer le déplacement entre ses têtes transversales sur lesquelles l'échantillon est maintenu. Cependant, cette méthode enregistre non seulement la variation de longueur de l'échantillon, mais également tous les autres composants extensibles/élastiques de la machine d'essai et de ses systèmes d'entraînement, y compris tout glissement de l'échantillon dans les mâchoires.

Une fois la machine démarrée, elle commence à appliquer une charge croissante sur l'échantillon. Tout au long des essais, le système de contrôle et son logiciel associé enregistrent la charge et l'extension ou la compression de l'échantillon.

La gamme de machines va des très petits systèmes de table à ceux d'une capacité de plus de 53 MN (12 millions de lbf ).