Contribution à l'étude et au développement d'un capteur extensométrique et à ses applications dans le cadre des mesures en ligne des déformations de pièces mécaniques

par Laurence Fendeleur-Nilly

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Marc Renner.

Soutenue en 1997

à Mulhouse .


  • Résumé

    La technique de précontrainte a été mise à profit dans le cadre de l'instrumentation de systèmes mécaniques. L'objet de ces travaux de recherche a été le développement de capteurs basés sur ce principe. Ceux-ci sont fondés sur le concept d'un corps d'épreuve mécanique instrumenté et précontraint lors de sa fixation sur la structure étudiée. Les avantages de cette contrainte initiale sont les faibles efforts au niveau des points d'ancrage du capteur, de bonnes caractéristiques métrologiques ainsi qu'une fréquence propre élevée. Ces travaux de recherche ont permis l'élaboration de la gamme des capteurs MULTIDYN®. Ils comprennent l'étude théorique et expérimentale du corps d'épreuve mais aussi celles liées aux choix de la jauge extensométrique et du circuit électronique intégré au capteur. Tout au long du développement du capteur, une recherche bibliographique a permis d'obtenir des informations liées à la conception de capteurs, de systèmes de mesures à base de jauges extensométriques et de conditionnement de signaux. Une première phase expérimentale comprend la mise au point des prototypes, la qualification des bancs de tests mais aussi les différents essais de caractérisation de ceux-ci. Afin de connaître le comportement du corps d'épreuve des capteurs, une étude théorique utilisant la modélisation par éléments finis a été réalisée. CASTEM2000 a été employé pour ses algorithmes de résolution non-linéaires. Chacun des corps d'épreuve a été modélisé et simulé, les résultats obtenus ayant été recalés vis à vis des informations issues des essais expérimentaux. Afin de mieux connaître le comportement du capteur vis à vis de la structure sur lequel on le fixe, d'autres simulations ont été menées. Les résultats obtenus ont permis de définir les limites et les contraintes d'utilisation. Selon les besoins, le capteur a été adapté à des cahiers des charges particuliers et mis en oeuvre dans diverses applications. Deux types d'approche ont été menées : l'une consistant à définir l'emplacement optimum du capteur, l'autre visant plutôt à optimiser le corps d'épreuve en fonction des besoins. L'outil de simulation joue un rôle primordial. Deux applications sont décrites : la mesure de fissure et la mesure des composantes d'un torseur d'efforts appliqués sur un arbre

  • Titre traduit

    Contribution to the study and the development of a strain sensor and its applications in the field of on-line measurement of mechanical strains


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Informations

  • Détails : 1 vol. (189 f.)
  • Annexes : Bibliogr. [96] réf.

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  • Bibliothèque : Université de Haute-Alsace (Mulhouse). Service Commun de l'Université. Section Lettres et Sciences humaines.
  • Disponible pour le PEB
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