Machines pour essai de torsion
Téléchargement- Plastiques
- Matériaux métalliques
- Automobile
- Industrie médicale
- 2,5 - 250 kN
- 2 - 2.000 Nm
- Essai de torsion uniaxial ou biaxial
Qu’est-ce que l’essai de torsion?
L’essai de torsion (également appelé test de torsion) est une méthode d'essai mécanique qui permet d'étudier la déformation d'une éprouvette à l'occasion d'une rotation.
En clair, la torsion simule le processus de vissage. De nombreux matériaux du quotidien, composants, assemblages de composants et produits d'utilisation finale utilisés dans différents secteurs sont principalement conçus pour supporter cette direction de mouvement. Cela comprend les vis, les ressorts, les composants de seringues, les fils, les tuyaux et bien d'autres éléments encore.
Dans le monde des essais de matériaux, nous utilisons, notamment, des machines d'essais de torsion pour simuler ce mouvement de torsion et aider les fabricants à déterminer les propriétés importantes des matériaux:
- Couple maximal
Le couple maximal est la plus grande valeur de couple (force de torsion) qui peut être appliquée avant défaillance de l’éprouvette.. Après détermination du couple maximal, par exemple pour une vis ou un boulon, un facteur de sécurité pourra être calculé et intégré aux spécifications de résistance au couple du produit. - Résistance à la torsion
La résistance à la torsion décrit la résistance à la rupture d’une éprouvette et la contrainte de torsion maximale qu'une éprouvette peut supporter sous une charge de torsion avant de défaillir. - Contrainte de cisaillement de torsion
La contrainte de cisaillement de torsion est une contrainte de cisaillement qui agit sur une section transverse de l’éprouvette, liée à un mouvement de torsion. La charge de torsion produit une répartition inégale des contraintes sur la section transverse de l’éprouvette, allant de zéro au centre à la contrainte de cisaillement en torsion maximale au bord de l'éprouvette. - Module d’élasticité au cisaillement
La rigidité élastique au cisaillement est définie comme rapport entre la contrainte de cisaillement et la déformation au cisaillement. Si vous comparez des produits identiques, la règle est la suivante: Plus le module d'élasticité du matériau est élevé, plus la rigidité est grande. Plus la rigidité d'une structure est grande, plus la force nécessaire pour provoquer une déformation est élevée. - Angle de rupture de l’éprouvette
L'angle de rupture est une mesure de la déformabilité d'un matériau lorsque celui-ci est soumis à un couple de torsion. Selon l’ASTM F543-13, une vis à os médicale avec un angle de rupture plus important peut, par exemple, donner au chirurgien un signal tactile plus précoce sur l’approche de sa résistance maximale à la torsion.
Selon l'application, les machines d'essais de torsion peuvent être configurées pour tester des éprouvettes de matériaux jusqu'à la rupture ou sur la base d’une durée et d’un couple définis. Elles peuvent également être utilisées sur des ensembles de produits finis, tels que des auto-injecteurs pharmaceutiques ou des bouchons à vis, afin de déterminer le bon fonctionnement de l'appareil.
Exemples d’applications d’une machine d'essais de torsion
Machines d’essais de torsion de ZwickRoell
Nos machines d'essais de torsion et nos entraînements de torsion couvrent une large gamme d'essais de torsion et peuvent être adaptés aux besoins spécifiques du client.
- TorsionLine
Machine d'essais de torsion avec axe de torsion horizontal, servocommande AC sans entretien et plage de couple de 20 Nm à 500 Nm ou de 1 000 Nm à 2 000 Nm pour essais de torsion uniaxiaux. - zwickiLine
Équipée d’un entraînement de torsion 2 Nm ou 20 Nm pour forces d’essais jusqu’à 5 kN pour essais uniaxiaux ou biaxiaux (traction ou compression combinées à la torsion) - AllroundLine
Machine d’essais en variante classique ou variante de sol avec entraînement de torsion 200 Nm ou 2.000 Nm pour forces d’essais jusqu’à 250 kN pour essais uniaxiaux ou biaxiaux (traction ou compression combinée à la torsion) - Entraînements de torsion
Entraînements de torsion modulaires avec couples de torsion de 2 Nm à 2.000 Nm pour une transformation aisée de vos machines d’essais des matériaux zwickiLine ou AllroundLine.
Logiciel d'essais testXpert
Les machines d'essais de torsion ZwickRoell pour essais uniaxiaux et essais ZDT (traction-compression-torsion) fonctionnent de manière transparente avec nos outils et accessoires d'essais, notre logiciel d'essais testXpert et notre électronique de pilotage et d'acquisition testControl.
testXpert III propose un Programme Maître d’après norme, préconfiguré pour plusieurs axes d'essais et incluant notre éditeur graphique pour des déroulements d'essais librement programmables avec des blocs fonctionnels simples.
Comment les machines d’essais de torsion fonctionnent-elles?
L'entraînement de torsion d'une machine d'essais des matériaux commande et contrôle le couple et la vitesse du mouvement de rotation. Les machines pour essais de torsion permettent de réaliser des essais de charge uniaxiale et multiaxiale (traction-compression-torsion), selon les besoins de l'essai .
Pour réaliser un essai, l'éprouvette est fixée dans les mâchoires de la machine d'essais de torsion et une extrémité de l'éprouvette est tournée autour de l'axe longitudinal pendant un nombre de tours déterminé, un temps défini ou encore jusqu'à la rupture, selon l'application et l'objectif de l'essai.
Le couple ou la force de torsion exercé(e) sur l'éprouvette provoque une torsion de l'éprouvette, ce qui entraîne une répartition des contraintes sur la surface de section transverse de l’éprouvette (contrainte de cisaillement). Cela diffère des charges de traction ou de compression, qui génèrent une contrainte uniforme sur la section transverse de l’éprouvette.
Normes fréquentes de l’essai de torsion
- ASTM A938-18 – Standard Test Method for Torsion Testing of Wire
Le fil est torsadé à une vitesse donnée et le nombre total de tours est déterminé jusqu’à la rupture. On considère que l’éprouvette a réussi l’essai, lorsque le nombre de spires est atteint. - ASTM F543-13 – Standard Specification and Test Methods for Metallic Medical Bone Screws
Cette norme s'applique aux vis à os métalliques implantées dans l'os. La résistance à la torsion est testée afin de s'assurer que la vis ne casse pas lors de sa mise en place ou de son retrait. Les propriétés mesurées comprennent la limite d'élasticité en torsion, le couple maximal et l'angle à la rupture dans des conditions standard. - ISO 7800 – Matériaux métalliques - Fil - Essai de torsion simple
Cet essai sert à déterminer la capacité d'un fil métallique d'un diamètre ou d'une dimension caractéristique compris entre 0,1 mm et 14 mm à se déformer plastiquement dans une direction lors d'une torsion simple. L'essai est réalisé jusqu'à ce que l'éprouvette casse ou jusqu'à ce qu'un nombre défini de spires soit atteint. - ISO 7206-8 – Implants chirurgicaux - Prothèses partielles et totales de l'articulation de la hanche - Partie 8:Performances en matière d'endurance des tiges fémorales avec application de torsion
Les tiges fémorales sont testées dans leur état prêt à la pose et ne doivent pas casser pendant le nombre de cycles ainsi que la force d'essai, définis par la norme.
Aperçu technique
TorsionLine 20/200/500 | TorsionLine 1000/2000 | zwickiLine | AllroundLine | AllroundLine | |
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Modèle | Machine d'essai de sol | Machine d'essai de sol | Machine d'essai | Machine d'essai | Machine d'essai de sol |
Type d'essai | Essai de torsion | Essai de torsion | Torsion Traction-Compression | Torsion Traction-Compression | Torsion Traction-Compression |
Axe d’essais | horizontal | horizontal | vertical | vertical | vertical |
Force axiale maxi. | - | - | 2,5 kN 5 kN | 50 kN | 250 kN |
Entraînement de torsion | 20 Nm 200 Nm 500 Nm | 1 000 Nm 2 000 Nm | 2 Nm 20 Nm | 2 Nm 20 Nm 100 Nm 200 Nm | 200 Nm 2000 Nm |
Possibilité d’ajouter un entraînement de torsion | - | - | ✓ | ✓ | ✓ |
Exemples d'applications |
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N° Article | 1020233 | 1023835 | |
Couple nominal Mnom | 2 | 20 | Nm |
Force axiale admise | 2,5 | kN | |
Entraînement | |||
Vitesses de rotation | 0,01...801 0,01...202 | tr/min | |
Cercle primitif Bride de raccord Ø | 40/753 | 40/754 | mm |
Puissance installée | 0,5 | 0,8 | kVA |
Alimentation électrique | 230 V AC, 50/60 Hz, 1Ph/PE/N | 230 V AC, 50/60 Hz, 1Ph/PE/N |
- Vitesse maximale Uniquement associée à un dispositif de protection
- Vitesse réduite lorsque le système est utilisé sans dispositif de protection
- Brides de raccord supplémentaires avec tenon de raccordement Ø 20 mm, fournies
- Des brides adaptateur supplémentaires avec boulons de raccordement de Ø 20 mm sont fournies à la livraison.
N° Article | 1020233 | 1023835 | 1027734 | 1027737 | 3005980 | |
Couple nominal Mnom | 2 | 20 | 100 | 200 | 200 | Nm |
Force axiale admise | 2,5 | 5 | 50 | 50 | kN | |
Entraînement | ||||||
Vitesses de rotation | 0,01...801 0,01...202 | 0,002...601 0,002...202 | 0,002...20 | 0,005...501 0,005...202 | tr/min | |
Cercle primitif Bride de raccord Ø | 40/753 | 40/754 | 75 | 75/115 | 75/115 | mm |
Alimentation électrique | 230 V AC, 50/60 Hz, 1Ph/PE/N | 230 V AC, 50/60 Hz, 1Ph/PE/N | 230 V AC, 50/60 Hz, 1Ph/PE/N | 230 V AC, 50/60 Hz, 1Ph/PE/N | 400 V AC, 50/60 Hz, 3Ph/PE/N | |
Puissance installée | 0,5 | 0,8 | 2,3 | 2,3 | 5 | kVA |
- Vitesse maximale Uniquement associée à un dispositif de protection
- Vitesse réduite lorsque le système est utilisé sans dispositif de protection
- Brides de raccord supplémentaires avec tenon de raccordement Ø 20 mm, fournies
- Des brides adaptateur supplémentaires avec boulons de raccordement de Ø 20 mm sont fournies à la livraison.
N° Article | 1024998 | 1025005 | |
Couple nominal Mnom | 200 | 2000 | Nm |
Force axiale admise | 250 | 250 | kN |
Entraînement | |||
Vitesses de rotation | 0,001 ... 10 | 0,002 ... 10 | tr/min |
Cercle primitif Bride de raccord Ø | 115/2201 | 115/2201 | mm |
Alimentation électrique | 230 V AC, 50/60 Hz, 1Ph/PE/N | 400 V AC, 50/60 Hz, 3Ph/PE/N | V |
Puissance installée | 2,2 | 5 | kVA |
- Brides de raccord supplémentaires avec raccord par boulon enfichable, fournies
Type | TL 020 | TL 200 | TL 500 | |
N° Article | 1026875 | 1026878 | 1026879 | |
Bâti de charge | ||||
Couple d'essais (gauche/droit) | 20 | 200 | 500 | Nm |
Hauteur totale avec dispositif de protection | 1775 | 1775 | 1775 | mm |
Largeur totale avec capot de protection | 1475 | 1475 | 1475 | mm |
Profondeur totale | 650 | 650 | 650 | mm |
Hauteur de l'axe d'essais | réglable | réglable | réglable | |
Dispositif de protection | verrouillée électriquement | verrouillée électriquement | verrouillée électriquement | |
Sécurité anti-torsion du capteur de couple | actionnée manuellement, contrôle électrique | actionnée manuellement, contrôle électrique | actionnée manuellement, contrôle électrique | |
Poids avec unité électronique, capot de protection, capteur de couple | 185 | 188 | 188 | kg |
Ecartement entre outillages avec 4 mandriins | max. 510 | max. 510 | max. 510 | mm |
Écartement entre outillages avec brides universelles (sans mâchoire) | max. 680 | max. 680 | max. 680 | mm |
Diamètre des éprouvettes / Appuis éprouvette | max. 200 | max. 200 | max. 200 | mm |
Laque | RAL 7011 et RAL 7038 | RAL 7011 et RAL 7038 | RAL 7011 et RAL 7038 | |
Température ambiante | +10 ... +35 | +10 ... +35 | +10 ... +35 | °C |
Humidité relative de l'air (non saturé) | 20 ... 90 | 20 ... 90 | 20 ... 90 | % |
Niveau de bruit | 70 | 70 | 70 | dB(A) |
Propriétés de torsion | > 1000 | > 1000 | > 1000 | Nm/° |
Force de frottement axiale pour déplacement du chariot (sans charge de torsion) | env. 4 | env. 4 | env. 4 | N |
Entraînement | ||||
Vitesse de rotation | ||||
en tours | 0,0005 ... 180 | 0,0005 ... 90 | 0,0005 ... 50 | tr/min |
en degré | 0,072 ... 64800 | 0,036 ... 32400 | 0,036 ... 18000 | °/min |
Résolution d'angle de l'entraînement | 3,29 | 1,89 | 0,92 | sec. angle/Digit |
Précision de positionnement (sans changement de direction) | ||||
pour 1000 °/min | ≤ 20 | ≤ 10 | ≤ 10 | Secondes angle |
Jeu dans le passage du zéro du couple | < 1 | < 1 | < 1 | Minutes angle |
Alimentation électrique | ||||
Raccordement électrique | 230 (1 Ph/N/PE) | 400 (3 Ph/N/PE) | 400 (3 Ph/N/PE) | V |
Puissance installée | 2,2 | 5 | 5 | kVA |
Fréquence | 50/60 | 50/60 | 50/60 | Hz |
Type | TL 1000 | TL 2000 | |
N° Article | 1026880 | 1026881 | |
Bâti de charge | |||
Couple d'essais (gauche/droit) | 1000 | 2000 | Nm |
Hauteur totale avec dispositif de protection | 1650 | 1650 | mm |
Largeur totale avec capot de protection | 2580 | 2580 | mm |
Profondeur totale | 843 | 843 | mm |
Hauteur de l'axe d'essai, à partir du sol | 958 | 958 | mm |
Dispositif de protection | verrouillée électriquement | verrouillée électriquement | |
Poids avec unité électronique, capot de protection, capteur de couple | 1400 | 1400 | kg |
Écartement avec plateau porte-outils, sans appui éprouvette | max. 1000 | max. 1000 | mm |
Diamètre des éprouvettes / Appuis éprouvette | max. 600 | max. 600 | mm |
Laque | RAL 7011 et RAL 7038 | RAL 7011 et RAL 7038 | |
Température ambiante | +10 ... +35 | +10 ... +35 | °C |
Humidité relative de l'air (non saturé) | 20 ... 90 | 20 ... 90 | % |
Niveau de bruit | 62 | 62 | dB(A) |
Propriétés de torsion | > 11 500 | > 11 500 | Nm/° |
Appuis éprouvette | |||
Raccord sur le bâti de charge (vis, capteur de torsion) par plateau porte-outils | |||
Diamètre Bride d'appui éprouvette, côté entraînement | 400 | 400 | mm |
Entraînement | |||
Vitesse de rotation | |||
en tours | 0,0005 ... 20 | 0,0005 ... 10 | tr/min |
en degré | 0,18 ... 7200 | 0,18 ... 3600 | °/min |
Résolution d'angle de l'entraînement | 0,5 | 0,2397 | sec. angle/Digit |
Précision de positionnement (sans changement de direction) | |||
pour 1000 °/min | ≤ 5 | ≤ 5 | Secondes angle |
Jeu dans le passage du zéro du couple | < 5 | < 5 | Minutes angle |
Alimentation électrique | |||
Raccordement électrique | 400 (3 Ph/N/PE) | 400 (3 Ph/N/PE) | V |
Puissance installée | 5 | 5 | kVA |
Fréquence | 50/60 | 50/60 | Hz |
Téléchargements
- Information Produit: zwicki-Line pour essais de torsion PDF 226 KB
- Information produit: Machine d'essai pour essais de torsion PDF 449 KB
- Information produit: Machine d'essai de sol pour essais de torsion PDF 248 KB
- Information produit: TorsionLine 20 à 500 Nm PDF 263 KB
- Information produit: TorsionLine 1000 à 2000 Nm PDF 338 KB
Questions fréquemment posées sur les machines d’essais de torsion
L’essai de torsion (également appelé test de torsion) est une méthode d'essai mécanique au cours de laquelle une éprouvette est tordue.
L’essai de torsion permet de simuler un mouvement de torsion afin d'aider les fabricants de matériaux à déterminer les principales grandeurs caractéristiques de ces deriers. Il s'agit notamment du couple maximal (force de torsion), de la résistance à la torsion (résistance à la rupture sous charge de torsion), de la contrainte de cisaillement en torsion, de la rigidité élastique en cisaillement (module d'élasticité en cisaillement) et de l'angle de rupture de l'éprouvette (déformabilité).
Les machines d’essais de torsion simulent le mouvement de torsion des matériaux, composants ou produits finis. L'entraînement de torsion d'une machine d'essais des matériaux commande et contrôle le couple et la vitesse du mouvement de rotation. Pour réaliser un essai, l'éprouvette est fixée dans les mâchoires de la machine d'essais de torsion. Une extrémité de l'éprouvette est tournée autour de l'axe longitudinal pendant un nombre de tours déterminé, un temps défini ou encore jusqu'à la rupture, selon l'application et l'objectif de l'essai.
Dans le monde des essais de matériaux, nous utilisons des machines d’essais de torsion pour simuler le mouvement de torsion (rotation) et aider les fabricants de matériaux, de composants ou de produits finis à déterminer les propriétés importantes des matériaux. Les exemples d'application sont nombreux et s’étendent des tests de torsion sur les vis à os, les connecteurs Luer-Lock, les stylos à médicaments, les bouchons à vis dans le secteur de l’industrie pharmaceutique et médicale, aux tests de torsion sur les arbres à cames, en passant par les tests de torsion sur les matériaux métalliques tels que les éléments de fixation, les vis, les fils, etc.