Développement d’un essai de traction robotisé pour caractériser le comportement mécanique de matériaux métalliques

6 mois (2023), avec gratification

Institut de Recherche Dupuy de Lôme, 56100 Lorient

Personnes à contacter par le candidat

Nicolas DECULTOT, nicolas.decultot@univ-ubs.fr

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Dans la cadre de la conception virtuelle des produits métalliques, la représentation du comportement mécanique est un des piliers de la qualité et précision de la prédiction numérique. Cette représentation est essentiellement fondée sur des données expérimentales, pour calibrer et valider les modèles, et la génération de ces données représente un effort de plus en plus conséquent, avec une augmentation significative du nombre d’essais à réaliser. L’objectif est ici de développer un essai automatisé de caractérisation du comportement mécanique en traction. En effet, la caractérisation du comportement mécanique des matériaux repose beaucoup sur des essais de traction, réalisés sur des éprouvettes de forme normalisée et soumise à deux forces opposées et de même intensité. Ces essais sont en général réalisés sur des géométries différentes, avec des discontinuités géométriques, dans différentes orientations et plusieurs fois (entre 3 à 5 fois) afin de s’assurer de la répétabilité des résultats. Ce qui engendre un effort important, en temps et en ressources humaines. Une alternative intéressante et récente est de robotiser l’essai de traction, ce qui permet de réaliser une campagne d’essais en un temps beaucoup plus court. Le défi est cependant de programmer le robot, afin de retrouver la qualité et la répétabilité obtenues aujourd’hui avec un
opérateur. Des fournisseurs de machine de traction, comme INSTRON, proposent déjà des systèmes robotisés, ainsi que l’ETH à Zürich, ce qui montre la faisabilité.

Suite à deux stages en 2021 et 2022 d’étudiants en 4éme année mécatronique de l’ENSIBS sur ce sujet, la faisabilité a été établie, la communication entre le robot et le banc de traction fonctionne,
la trajectoire du robot est validée. L’objectif du stage est maintenant d’améliorer la démarche robotisée d’un essai de traction, avec les moyens disponibles à l’IRDL et à l’ENSIBS et comporte 2 parties principales :

  • Réaliser un essai de traction complet, de la prise de l’éprouvette par le robot jusqu’au traitement complet des données (force et champs de déformations),
  • Valider le préhenseur et réaliser une étude de faisabilité et de répétabilité de la robotisation de l’essai.

La machine de traction ainsi que le robot sont disponibles à l’ENSIBS . Une formation à l’utilisation des 2 systèmes est prévue en début de stage.