Évaluation de la résistance des flexibles aux flexions répétées sous pression

Les flexibles utilisés dans les automobiles et les motos doivent accompagner les mouvements des composants auxquels ils sont raccordés tout en assurant le transfert des fluides. Dans les flexibles installés entre des composants mobiles, la pression interne et les flexions répétées agissent simultanément. L’évaluation de leurs performances nécessite donc d’examiner à la fois leur capacité à supporter la pression et leur endurance en mouvement.

La machine d’essai d’endurance des flexibles de frein est conçue pour simuler les conditions d’essai d’endurance de tubes et de tuyaux souples destinés au transport de liquide hydraulique ou d’air comprimé. Pendant l’essai, l’éprouvette est soumise à des flexions répétées sous pression. Il est ainsi possible d’évaluer sa capacité à conserver son intégrité structurelle dans les conditions d’essai définies.

Quatre jeux de mors, une longueur d’éprouvette réglable, une vitesse de flexion de 800 tr/min et un système hydraulique à pression régulée constituent la configuration de base de la machine. Un capot de protection transparent et une fonction d’arrêt en cas d’éclatement permettent de réaliser les essais dans un espace de travail contrôlé.

Fonction principale de la machine

La machine a pour fonction principale d’examiner la résistance des flexibles à des mouvements mécaniques répétés sous pression. Cette évaluation porte sur le maintien de l’intégrité de l’éprouvette pendant l’essai, le comportement des zones de raccordement et les dommages présents à l’issue de l’essai.

En comparant des éprouvettes testées dans des conditions identiques, les fabricants peuvent étudier l’influence du choix des matériaux, de la structure du flexible et des modifications du procédé de fabrication sur l’endurance. Cette approche fournit des données expérimentales pour le développement de nouveaux produits et le contrôle qualité de la production existante.

Qu’est-ce qu’un essai d’endurance des flexibles de frein ?

Un essai d’endurance des flexibles de frein évalue la durabilité d’un flexible en le soumettant à des sollicitations mécaniques répétées dans des conditions définies de pression et de mouvement. L’éprouvette est immobilisée par des mors et soumise à des flexions au moyen d’un mécanisme. Le système hydraulique établit la pression appliquée à l’éprouvette pendant ce mouvement.

Le comportement de l’éprouvette, les conditions appliquées et le temps écoulé sont évalués conjointement. Les modifications de la surface du flexible, les problèmes observés au niveau des raccordements ou des événements tels qu’un éclatement servent de base à l’interprétation de l’essai.

L’évaluation de l’endurance se rapporte aux conditions de laboratoire définies. Pour que les résultats permettent des comparaisons pertinentes entre produits, la préparation des éprouvettes, la configuration de serrage, la pression et la durée de l’essai doivent rester cohérentes.

Importance et objectif de l’essai

Le maintien du bon fonctionnement des flexibles utilisés dans les systèmes de freinage est important pour le fonctionnement du système dans son ensemble. L’identification, pendant la production ou le développement, d’une faiblesse apparaissant sous l’effet de mouvements répétés permet de réexaminer la conception du produit.

Les essais d’endurance sont particulièrement utiles pour les évaluations suivantes :

• Comparaison des matériaux : examiner le comportement de différents matériaux de flexibles dans des conditions d’essai identiques.

• Évaluation structurelle : étudier l’influence des modifications de la structure du flexible sur sa résistance aux flexions répétées.

• Régularité de la production : comparer les résultats d’éprouvettes prélevées dans différents lots de fabrication.

• Examen des zones de raccordement : évaluer le comportement conjoint des flexibles et de leurs raccords en fonctionnement.

• Amélioration de la conception : utiliser les zones endommagées identifiées après l’essai pour orienter le développement du produit.

Ces évaluations permettent d’apprécier les performances du produit à partir d’observations et de conditions d’essai documentées.

Fondements scientifiques de l’essai

L’essai repose sur les sollicitations mécaniques combinées produites par la pression interne et les flexions répétées. La pression crée une charge interne qui sollicite la paroi du flexible, tandis que la flexion provoque des déformations variables le long de celui-ci.

Les flexions répétées peuvent entraîner, au fil du temps, un endommagement par fatigue, notamment dans la structure porteuse des flexibles renforcés. Le développement de cet endommagement dépend de la structure du flexible, de l’intensité du mouvement et des conditions de pression appliquées. Les recommandations techniques des fabricants de flexibles soulignent également l’influence des flexions continues sur la fatigue et la durée de service.

Le rayon de courbure constitue une autre variable importante dans l’évaluation des sollicitations mécaniques. Des courbures excessivement serrées peuvent accroître les contraintes dans le renfort du flexible et diminuer sa capacité à supporter la pression. La longueur du flexible et la géométrie de serrage influencent également la répartition du mouvement le long de l’éprouvette.

Sur la base de ces principes, le rayon de flexion de la machine, la longueur de l’éprouvette, la vitesse de flexion, la pression et la durée de l’essai doivent être considérés ensemble. Des essais réalisés dans des conditions identiques facilitent l’interprétation des différences d’endurance entre éprouvettes.

Utilisation de la machine

L’essai est réalisé conformément aux instructions d’utilisation du fabricant et au plan d’essai établi pour le produit. La séquence générale d’utilisation comprend les étapes suivantes :

1. Préparation de l’éprouvette : identifier le flexible à tester et consigner sa longueur, les informations relatives au matériau et les caractéristiques de ses raccordements. Examiner la surface et les raccordements avant l’essai.

2. Montage de l’éprouvette : installer le flexible dans le dispositif d’essai à l’aide de mors et de raccords adaptés. Veiller à ne pas lui imposer de torsion involontaire lors du montage et à ce que les raccordements soient compatibles avec le mouvement d’essai.

3. Définition des conditions d’essai : préciser la longueur de l’éprouvette et la durée de l’essai. Déterminer la pression à appliquer selon le plan d’essai établi pour le produit.

4. Fermeture du capot de protection : fermer le capot transparent pour permettre la mise en service du système hydraulique. Le capot permet également d’observer la zone d’essai depuis l’extérieur.

5. Réalisation de l’essai : soumettre l’éprouvette à des flexions répétées sous pression. Suivre le temps écoulé à l’aide de la minuterie et observer son comportement à travers le capot de protection. En cas d’éclatement de l’éprouvette, la fonction d’arrêt du système hydraulique se déclenche.

6. Évaluation du résultat : une fois l’essai terminé et le système mis en sécurité, examiner l’éprouvette. L’opérateur consigne les conditions appliquées, la durée de l’essai, le motif de son arrêt et les dommages observés.

Caractéristiques techniques

La longueur réglable de l’éprouvette permet de monter des flexibles de différentes longueurs dans le dispositif d’essai. Le rayon et la vitesse de flexion sont les principaux paramètres qui définissent le mouvement mécanique appliqué à l’éprouvette.

Le système de régulation de pression établit les conditions de chargement hydraulique de l’essai. La pression d’essai, la pression du système hydraulique et la pression maximale correspondent à différentes caractéristiques techniques de la machine. La consignation de la pression effectivement appliquée pendant l’essai facilite l’interprétation des résultats.

Le capot transparent permet d’observer la zone d’essai sans s’approcher directement de l’éprouvette. L’obligation de fermer le capot avant la mise en service du système hydraulique, associée à la fonction d’arrêt en cas d’éclatement, constitue une part importante des dispositifs de sécurité de la machine.

Avantages

Avantages techniques

Application simultanée de la pression et de la flexion : la réponse du flexible aux mouvements mécaniques sous pression interne peut être examinée dans un même montage d’essai.

Conditions de mouvement définies : le rayon et la vitesse de flexion spécifiés permettent de comparer les éprouvettes à partir de paramètres d’essai communs.

Longueur d’éprouvette réglable : la machine peut recevoir des éprouvettes de flexible préparées à différentes longueurs.

Zone d’essai visible : le capot transparent permet d’observer le mouvement de l’éprouvette et les modifications visibles sans ouvrir la zone d’essai.

Contribution au contrôle qualité

La machine facilite la comparaison des lots en permettant de tester des éprouvettes issues de la production dans des conditions définies. La consignation régulière des résultats aide à évaluer les variations d’endurance en les rapprochant des informations de fabrication.

Par exemple, lorsqu’une formulation de matériau ou la structure d’un flexible est modifiée, des éprouvettes représentatives des versions antérieure et nouvelle peuvent être comparées dans des conditions d’essai identiques. L’effet de la modification sur l’endurance peut alors orienter les décisions de développement du produit.

Contribution aux exportations et aux processus d’évaluation des produits

Les enregistrements comprenant l’identification de l’éprouvette, les conditions d’essai, la durée et les observations peuvent étayer les dossiers d’évaluation des produits présentés aux clients à l’exportation, les évaluations des fournisseurs et les examens techniques réalisés dans le cadre de démarches de certification. L’application cohérente d’un plan d’essai défini par l’acheteur facilite l’évaluation des résultats par les deux parties.

Domaines d’application

• Fabricants de flexibles automobiles : amélioration de l’endurance des flexibles utilisés dans les systèmes de freinage et d’autres circuits de fluides adaptés, ainsi que comparaison d’éprouvettes issues de la production.

• Fabricants de composants pour motos : examen de la réponse aux flexions répétées sous pression des flexibles installés entre des raccordements mobiles.

• Fabricants d’ensembles de flexibles : évaluation du comportement conjoint du corps du flexible et de ses raccords d’extrémité.

• Services de recherche et développement : comparaison expérimentale des modifications apportées aux matériaux, à la structure du renfort ou à la conception du produit.

• Laboratoires de contrôle qualité et d’essai : examen des éprouvettes dans des conditions définies et consignation des résultats.

L’utilisation de la machine dans ces domaines dépend de la compatibilité de l’éprouvette avec le dispositif de raccordement et avec les caractéristiques de pression, de longueur et de flexion de la machine.

Conclusion

La machine d’essai d’endurance des flexibles de frein est un système destiné à examiner le comportement des flexibles soumis à des flexions répétées sous pression. Sa longueur d’éprouvette réglable, son mouvement de flexion défini et son système hydraulique à pression régulée permettent de comparer l’endurance des flexibles.

L’application cohérente des conditions d’essai et la consignation systématique des observations renforcent la valeur des données obtenues avec la machine. Ces données peuvent servir au choix des matériaux, à la conception des produits, au suivi de la régularité de la production et aux évaluations des clients. Les activités de développement des flexibles et de contrôle qualité peuvent ainsi s’appuyer sur des résultats expérimentaux obtenus dans des conditions définies.