Essais expérimentaux dans le cas d’un forgeage avec une source de vibration

Ce chapitre décrit la procédure expérimentale utilisé dans le cas du forgeage par vibration. Au cours du procédé de forgeage, des vibrations avec différentes formes d’ondes sont appliquées. L’effet de la vibration sur le procédé de forgeage a été analysé. Il s’agit d’une étape importante afin de comparer nos résultats avec ceux expliqués dans le chapitre 3. Il a été observé lors de l’étude bibliographique (chapitre 2) qu’il est possible d’appliquer des vibrations avec une source de vibration unique dans la direction axiale (réduction de la hauteur de la pièce) ou radiale (perpendiculaire à l’axial) au cours du procédés de forgeage. Les deux méthodes ont montré leur utilité dans la réduction des efforts de déformation, comme indiqué dans le modèle d’analyse FEM présenté [8]. En simulation, il est facile d’appliquer des vibrations radiales, mais en réalité la conception et la modélisation n’est pas pratique. En effet, la plupart des travaux réalisés dans le domaine du forgeage par vibration ne s’applique que dans le cas du forgeage axial. La matrice supérieure se déplace avec une vitesse uniforme de haut en bas, dans le but d’effectuer l’opération de forgeage, tandis que la matrice inférieure oscille suivant un modèle de vibration. La vibration est pilotée via un actionneur piézo-électrique, ce dernier est relié à un générateur de fréquence qui fournira des vibrations sous forme de tension.

Machine de Lloyd LR 30kN

La machine d’essai LR30K combine haute performance, souplesse et facilité d’utilisation. Elle est idéale pour des applications jusqu’à 30 kN, et conçue également pour des tests de qualité et des tests en plusieurs étapes. La machine utilise des capteurs de haute précision interchangeables XLC. 4.3.2.1 Pot Vibrant L’actionneur piézo-électrique est intégré dans le système pour faire vibrer la matrice inférieure. Pour éviter tout endommagement mécanique, l’actionneur piézo-électrique doit être chargé le long de son axe longitudinal. Pour ce faire, un montage mécanique spécial a été conçue pour générer des vibrations. Ce dispositif mécanique (Figure 4-4) permet d’appliquer des vibrations dans la direction souhaitée et supprime tous les efforts sur l’actionneur piézoélectrique dans les autres directions. Un seul actionneur piézo-électrique est monté au centre du tube interne fixé au plateau supérieur. Un support avec le plateau supérieur peut déclencher le découplage cinématique nécessaire pour l’actionneur. Le plateau inférieur est encastré au tube extérieur. Les lames flexibles relient le tube intérieur au tube extérieur. Six lames divisées en deux sous-ensembles assurent un glissement sans frottement. Le dimensionnement des lames est réalisé pour limiter la dissipation d’énergie lors de la déformation. Le système est donc élastique et prend toutes les forces exercées sur la structure de la matière. L’actionneur piézo-électrique est enfin soumis à des vibrations par le support de pointe, le tube intérieur et le plateau supérieur par rapport au tube extérieur.

Le bloc d’alimentation est conçu pour générer des formes d’ondes de tensions élevées à partir d’une alimentation à tension continue standard. Le schéma du circuit d’alimentation électrique de l’actionneur piézo-électrique est représenté dans la Figure 4-6. Il se compose de deux étages, à l’aide d’un onduler de 3 phases standard (Semikron). Tout d’abord, la tension continue (tension maximale de 150 V) reliée au nœud U est augmenté par une impulsion convertisseur CC / CC, qui est réalisée avec l’un des trois bras disponibles. En utilisant un rapport cyclique de 0,17, le condensateur DC de l’onduleur atteint théoriquement 900 V. Dans la pratique et en raison des pertes diverses dans les commutateurs, la tension atteinte était de 870 V. Le second étage est constitué d’un convertisseur abaisseur de tension CC / CC avec un rapport cyclique variable en vue de réaliser la forme d’onde désirée (bras relié au nœud V). En raison de la nature capacitive de l’actionneur piézo-électrique, une inductance en série est nécessaire. Pour éviter des pertes fer et des effets de saturation, une inductance de bobine d’air de 10 mH résistante à 1000 V a été réalisé. Cette solution était nécessaire pour fournir une dynamique suffisante. La fréquence PWM des commutateurs est de 10 kHz, et l’association de l’inductance de l’air avec la capacité de l’actionneur piezoméchanique est de 1 kHz dans le pire des cas (la capacité de l’actionneur piezoméchanique 1000/35/40 étant 1,6 pF). Ceci fournit une réponse rapide et de haute précision pour l’alimentation en courant alternatif.