UNE FONCTIONNALITE DE POINTE POUR UNE MACHINE D'ESSAIS BIAXIALE COMPLEXE GRACE AU CONTROLEUR D'ESSAIS PORTABLE DE MOOG

AMSTERDAM, 19 mai 2010 – Moog Industrial Group, une division de la société Moog Inc. (NYSE : MOG.A et MOG.B) et l’un des principaux fournisseurs mondiaux de produits et de solutions d’essais, vient d’apporter la dernière main à la modernisation d’une machine d’essais de traction/compression en biaxial de la marque Mayes pour le compte de l’Université de Sheffield.

Les travaux de modernisation ont porté sur une révision complète de la machine, assortie de l’intégration d’un nouveau système de commande. Cette machine biaxiale, 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. Une équipe détachée de l’usine de Moog installée à Solihull en Angleterre et spécialisée dans les essais et simulations a procédé à cette modernisation 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 Moog et en a depuis commandé un autre auprès du constructeur.

La modernisation de la machine d’essais a porté notamment sur l’adjonction d’un contrôleur Moog 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 avancés 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 de Moog accomplit à l’aide de voies d’asservissement personnalisables et de voies calculées.

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 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. Nous sommes très satisfaits du contrôleur portable de Moog et nous en avons commandé un de plus »

La configuration de la machine d’essais biaxiale de l’Université de Sheffield est représentée à la figure 1. Outre les quatre voies d’asservissement physiques, le contrôleur portable Moog est configuré avec quatre voies d’asservissement virtuelles définies par l’utilisateur : force X, force Y, translation X et translation Y.

Figure 1 : Configuration de la machine biaxiale

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.

Figure 2 : Configuration des voies virtuelles de la machine biaxiale

Les voies virtuelles d’effort servent à appliquer la charge dynamique à l’éprouvette. Le signal de commande dynamique peut être envoyé simultanément aux deux axes, avec un déphasage si besoin est.

La figure 2 ci-dessus représente la configuration des voies virtuelles (User channel) et des voies calculées (pseudo channel) correspondant aux modalités souhaitées pour la commande de la machine. Les voies calculées permettent de lier la boucle de régulation vers les voies physiques associées. Deux scripts de paramétrage ont été créés pour commander les vérins en mode biaxial ou en mode indépendant classique. Dans ce dernier, le contrôleur portable prend en charge les deux scripts qui peuvent être activés par un simple bouton-poussoir.

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