La plupart des structures sont affectées par des contraintes multiaxiales complexes provoquées par la charge, la géométrie et/ou l'inhomogénéité du matériau. Les essais en laboratoire sont effectués en majeure partie avec différents types de régimes de charge, notamment les essais de fluage, les essais quasi-statiques et de fatigue, avec des éprouvettes simples soumises à des contraintes uniaxiales. Au vu du contraste entre les données des essais uniaxiaux basés sur la conception et le fonctionnement réel des composants soumis à des contraintes multiaxiales, des travaux de recherche supplémentaires ont été menés pour s'assurer que la relation entre les deux était comprise de manière adéquate. 
 
Une éprouvette se prêtant bien aux essais biaxiaux est la croix (en fait une plaque en forme de croix) chargée dans le plan par quatre vérins orthogonaux. Nous avons développé des systèmes d'essai permettant de contrôler le mouvement du centre de l'éprouvette, en éliminant tout mouvement ou flexion indésiré de l'éprouvette. Dans un système d'essai servohydraulique traditionnel, une extrémité de l'éprouvette d'essai est maintenue immobile tandis que l'autre extrémité est déplacée en traction ou compression par un vérin. Pour la plupart des essais, cette méthode est très satisfaisante, mais cela signifie que le centre de l'éprouvette se déplace pendant le cycle d'essai. Pour certains essais, il est nécessaire de garder immobile le centre de l'éprouvette, par exemple lorsque l'on souhaite étudier le centre de l'éprouvette avec un microscope alors que l'essai est en cours. Pour ce type d'essai, un second vérin est ajouté au système de sorte que les mouvements de déformation puissent être appliqués aux deux extrémités de l'éprouvette. Il y a donc deux vérins et deux variables à contrôler : la position du centre de l'éprouvette, et la déformation totale appliquée aux extrémités de l'éprouvette. Les problèmes de contrôle sont provoqués par l'absence de relation naturelle entre le vérin et la variable contrôlée ; le mouvement de chaque vérin affecte à la fois la position du centre de l'éprouvette et sa déformation.
 
Une déformation identique à chaque extrémité de l'éprouvette d'essai permet de conserver la position du centre ; le déplacement de chaque vérin dans un même sens entraîne une modification de la position du centre sans altérer la déformation. Chaque boucle fonctionne indépendamment et il n'existe aucune interaction entre les signaux d'entraînement en phase et hors phase transmis aux vérins. Ce principe, tel que décrit avec deux vérins opposés, est également applicable à un essai cruciforme réalisé avec quatre vérins. Les essais ne peuvent être effectués qu'en modes de contrôle de déformation et de charge. Un système cruciforme a récemment été conçu pour les essais TMF complexes. Dans ces essais, les signaux de la déformation totale mesurée doivent être corrigés en temps réel par rapport à l'expansion thermique et à la déformation élastique.
 
Nos systèmes d'essai cruciformes, offrant des capacités de 100 kN ou 250 kN, utilisent un bâti hautement rigide avec un alignement haute précision, ainsi que des vérins à palier hydrostatique sans garniture haute fiabilité qui permettent un contrôle optimal de l'essai de l'éprouvette. Ce système d'essai s'associe idéalement au contrôleur numérique 8800, et à notre logiciel d'essai dynamique WaveMatrix™, qui offre une interface utilisateur intuitive pour les essais multiaxes et complexes.
Lire la suite ...