Montage avec chariot
Tableau 9
Types de sollicitations applicables Flexion – Extension – Inflexion
Sollicitations pures ? Non
Si l’on désire des sollicitations combinées,
peut-on les gérer facilement ? Non
Montage disponible ? Oui (LAB)
Gestion de la mesure des déplacements ? Pas de problèmes particuliers quel que soit le système (accéléromètrique, mécanique ou optique) Gestion de la mesure des efforts ? Pas de problèmes particuliers
Problèmes liés à la précharge ? Instabilité du montage et moments induits
Vitesse limite ~ 8 m/s sur 1 mètre
Spécimen Flash
Capteur d’accélération Capteur de vitesse
Système amortisseur
Capteur d’effort
~ 320 Kg Figure 3
Montage avec pendule
Tableau 10 Types de sollicitations applicables
Flexion – Extension – Inflexion
La torsion est possible en rajoutant un bras de levier perpendiculaire à la tige fixée sur la coiffe de la
vertèbre supérieure
Sollicitations pures ? Non
Si l’on désire des sollicitations combinées, peut-on les gérer facilement ?
Plus le bras de levier est faible et plus les sollicitations sont combinées
Montage disponible ? Oui (LAB)
Gestion de la mesure des déplacements ? Pas de problèmes particuliers quel que soit le système (accéléromètrique, mécanique ou optique) Gestion de la mesure des efforts ? Pas de problèmes particuliers
Problèmes liés à la précharge ? Pas de problèmes particuliers Vitesse limite ~ 4 m/s (vitesse tangentielle du pendule)
Spécimen
Plate forme d’efforts.
Figure 4
Montage avec impacteur (a)
Tableau 11 Types de sollicitations applicables
Flexion – Extension – Inflexion
La torsion est possible en rajoutant un bras de levier perpendiculaire à la tige fixée sur la coiffe de la
vertèbre supérieure
Sollicitations pures ? Non
Si l’on désire des sollicitations combinées, peut-on les gérer facilement ?
Plus le bras de levier est faible et plus les sollicitations sont combinées
Montage disponible ? Oui(LAB)
Gestion de la mesure des déplacements ? Pas de problèmes particuliers quel que soit le système (accéléromètrique, mécanique ou optique) Gestion de la mesure des efforts ? Pas de problèmes particuliers
Problèmes liés à la précharge ? Pas de problèmes particuliers
Vitesse limite ~ 12 m/s
Spécimen
Plate forme d’efforts.
Figure 5
Montage avec impacteur (b)
Tableau 12 Types de sollicitations applicables
Flexion – Extension – Inflexion
La torsion est envisageable si le montage permet une rotation du dispositif impactant
Sollicitations pures ? Non
Si l’on désire des sollicitations combinées, peut-on les gérer facilement ?
Plus le bras de levier est faible et plus les sollicitations sont combinées
Montage disponible ? Non
Gestion de la mesure des déplacements ? Pas de problèmes particuliers quel que soit le système (accéléromètrique, mécanique ou optique) Gestion de la mesure des efforts ? Pas de problèmes particuliers
Problèmes liés à la précharge ? Instabilité du montage et moments induits
Vitesse limite ~ 12 m/s
Spécimen
Plate forme d’efforts.
Figure 6
Montage avec puits de chute
L’unité fonctionnelle ne peut être positionnée sur la partie coulissante du puits. En effet, la précharge induirait un déplacement important de la vertèbre supérieure et des problèmes se poseront pour arrêter le spécimen.
Tableau 13
Types de sollicitations applicables Flexion – Extension – compression Sollicitations pures ? Non, sauf pour la compression Si l’on désire des sollicitations combinées,
peut-on les gérer facilement ?
L’excentration du spécimen permet d’accéder à des sollicitations combinées
Montage disponible ? Oui (LAB)
Gestion de la mesure des déplacements ? Pas de problèmes particuliers quel que soit le système (accéléromètrique, mécanique ou optique) Gestion de la mesure des efforts ? Pas de problèmes particuliers
Problèmes liés à la précharge ? Pas de problèmes particuliers
Vitesse limite ~ 9 m/s
Spécimen
Plate forme d’efforts.
Figure 7
Figure 8
Montage avec câbles et poulies (a)
Les câbles sont utilisés dans une phase de décharge en raison des problèmes posés par les vibrations induites lors de la mise en charge du câble. Une expérience faite avec un câble en kevlar (matériau très rigide) d’un diamètre de 4mm a montré que des problèmes vibratoires se posent à partir d’un lâcher vertical d’une masse de 15 Kg sur 20 cm.
Tableau 14 Types de sollicitations applicables
Flexion – Extension – Inflexion
La torsion est envisageable si le montage permet une rotation de la poulie
Sollicitations pures ? Oui
Si l’on désire des sollicitations combinées,
peut-on les gérer facilement ? Non
Montage disponible ? Non
Gestion de la mesure des déplacements ? Pas de problèmes particuliers quel que soit le système (accéléromètrique, mécanique ou optique) Gestion de la mesure des efforts ? Pas de problèmes particuliers
Problèmes liés à la précharge ? Pas de problèmes particuliers
Vitesse limite ~0.2 m/s et 70 rad/s
Spécimen
Plate forme d’efforts.
Figure 9
Montage avec câbles et poulies (ogon))
Tableau 15
Types de sollicitations applicables Flexion – Extension – Inflexion
Sollicitations pures ? Oui
Si l’on désire des sollicitations combinées,
peut-on les gérer facilement ? Non
Montage disponible ? Non
Gestion de la mesure des déplacements ? Pas de problème particulier quel que soit le système (accéléromètrique, mécanique ou optique) Gestion de la mesure des efforts ? Pas de problèmes particuliers
Problèmes liés à la précharge ? Pas de problèmes particuliers
Vitesse limite ~0.2 m/s et 70 rad/s
Spécimen
Plate forme d’efforts.
Figure 10
B.B. Montages à déplacements imposés
Montage avec puits de chute
Tableau 16
Types de sollicitations applicables Flexion – Extension – Inflexion
Sollicitations pures ? Non
Si l’on désire des sollicitations combinées,
peut-on les gérer facilement ? Non
Montage disponible ? Oui (LAB)
Gestion de la mesure des déplacements ? Pas de problème particulier quel que soit le système (accéléromètrique, mécanique ou optique) Gestion de la mesure des efforts ? Pas de problèmes particuliers
Problèmes liés à la précharge ? Instabilité du montage et moments induits
Vitesse limite ~ 9 m/s
Spécimen
Plate forme d’efforts.
Figure 11
Montage avec roulette
Tableau 17
Types de sollicitations applicables Flexion – Extension – Inflexion
La torsion est envisageable si le montage permet une rotation de la roulette et du plan incliné.
Sollicitations pures ? Non
Si l’on désire des sollicitations combinées,
peut-on les gérer facilement ? Plus le bras de levier est faible et plus les sollicitations sont combinées
Montage disponible ? Oui (LAB)
Gestion de la mesure des déplacements ? Pas de problèmes particuliers quel que soit le système (accéléromètrique, mécanique ou optique) Gestion de la mesure des efforts ? Pas de problèmes particuliers
Problèmes liés à la précharge ? Pas de problèmes particuliers à conditions de mettre en contact la roulette et la plan incliné au début de
l’expérience
Vitesse limite ~ 10 m/s
NOTA : toutes les vitesses indiquées sont données à titre indicatif. Des procédés spécifiques peuvent fournir des vitesses bien plus élevées. Des vitesses de l’ordre de 40 m/s sur 50mm peuvent être obtenues à l’aide d’un piston pyrotechnique (prétensionneur de ceinture).
Figure 12
IV- ASPECTS THEORIQUES
1- théorie liée aux déplacements d’un solide dans l’espace
Cet algorithme a été crée pour répondre à la question suivante :
Quel est le mouvement relatif entre deux vertèbres au cours du temps lorsque celles ci évoluent dans l’espace de façon indépendante l’une de l’autre ?
Ce mouvement relatif est décomposé en trois rotations et trois translations (point B) autour d’un repère dit d’interprétation. Dans ce programme, ce rôle est joué par le repère de la vertèbre inférieure (indice 2) en position finale avec l’axe x en postéro-antérieur, l’axe y de droite à gauche et l’axe z de bas en haut.
L’intérêt de cet algorithme provient du fait que ces courbes peuvent être considérées de façon indépendante les unes des autres. Ainsi, l’utilisateur n’a pas à réfléchir à l’ordre des rotations utilisé. La rotation autour de l’axe x correspond donc au mouvement d’inflexion latérale, la rotation autour de l’axe y correspond au mouvement de flexion-extension et la rotation autour de l’axe z correspond au mouvement de torsion.
ATTENTION : cet algorithme permet seulement de visualiser les mouvements d’inflexion (suivant x), de flexion (suivant y) et de torsion (suivant z) de façon simple, ces mouvements étant indépendants les uns des autres. Afin de s'affranchir de l'ordre des rotations, des séquences de rotations différentes ont été utilisées suivant que l’on s’intéressait aux angles autour de X2f, Y2f ou Z2f (position des axes du repère 2 en position finale). De ce fait, on peut considérer les trois rotations de façon indépendantes mais on ne peut plus reconstruire le mouvement.
N.B. : toute la théorie sur laquelle repose cet algorithme est synthétisée dans le document de Stéphane Véron intitulé « interprétation des déplacements dans l’espace » datant de juillet 1995.
Ce document est disponible au L.B.M
Repère d’interprétation : R2f
Le plan (X,Y) du repère R2 est contenu « au mieux » dans le plateau supérieur de la vertèbre
inférieure.
Y X
Z
Point B Figure 13 : unité fonctionnelle
Le schéma directeur du programme est le suivant :
- Les déplacements (x, y, z) de trois points pour chacune des vertèbres sont enregistrés au cours du temps. Ils doivent être exprimés dans un repère global fixe. Ces points sont nommés a1, b1 et c1 pour la vertèbre supérieure (déplacements dplxa1, dplya1, dplza1, dplxb1, dplyb1, dplzb1, dplxc1, dplyc1, dplzc1) et a2, b2 et c2 pour la vertèbre inférieure ( déplacements dplxa2, dplya2, dplza2, dplxb2, dplyb2, dplzb2, dplxc2, dplyc2 et dplzc2) - Il n’est pas nécessaires que que les points ai, bi et ci des repères 1 et 2 forment un repère
orthonormé.
- Création d’une matrice par vertèbres dans lesquelles sont calculés les déplacements des repères 1 et 2 orthonormés au cours du temps.
- Calcul des rotations avec une combinaison pour chaque angle :
Angles de rotation autour de X2f : combinaison [C][B][A]
Angles de rotation autour de Y2f : combinaison [C][A][B]
Angles de rotation autour de Z2f : combinaison [B][A][C]
Avec A, B et C les matrices de rotation élémentaires autour d’un axe x, y et z
- Calcul du déplacement des points B1 et B2.
Ainsi nous avons l’évolution du vecteur B1B2
- Calcul des vitesses et des accélérations par dérivation pour les translations et les rotations.
- Représentation graphique
B
C A
Configuration possible du repère
A x x
Figure 14 : repère
Figure 15