Essais de boulons métalliques pour les applications automobiles

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Essais de boulons métalliques pour les applications automobiles

Dans la fabrication automobile, les boulons métalliques sont utilisés en grandes quantités dans un large éventail d'applications — de l'assemblage structurel à haute résistance à la fixation de composants légers sur le véhicule. Quelle que soit l'application, les essais sont essentiels pour confirmer l'adéquation et garantir la conformité aux normes de qualité.

Contrôle qualité pour la production en grand volume

Le défi

Les boulons sont généralement produits en très grandes quantités. Les essais doivent être effectués le plus rapidement possible pour garantir que le produit peut être expédié.

Notre solution

Les accessoires d'essai de boulons permettent d'effectuer des essais de preuve, des essais de traction axiale et conique, et des essais de dénudage de cône sur la plupart des boulons, vis, goujons et écrous standard. Ils sont compatibles avec la plupart des machines d'essai universelles et de traction. Les accessoires disponibles comprennent : des supports de boulons, des rondelles, des adaptateurs pour boulons courts, des assemblages de charge d'épreuve d'écrous et des assemblages de réduction de support. Chaque support de boulon possède une fente à clé qui permet à l'opérateur de charger l'éprouvette rapidement et correctement. Une zone circulaire encastrée au fond de chaque support de boulon garantit que la rondelle s'ajustera parfaitement (un dispositif d'alignement de tôle est utilisé sur les supports de la série E). Cela réduit le temps de chargement et les risques de glissement, car un positionnement sûr et centré est assuré pour chaque essai.

Instron bolt holder fixtures gripping a metal bolt for automotive tensile proof testing

Longueurs de boulons courts

Le défi

La longueur de chaque type de boulon peut varier énormément selon l'application. Beaucoup sont assez courts, ce qui peut rendre leur saisie pour un essai de traction extrêmement difficile. La configuration typique d'essai de traction pour les boulons utilise une rondelle plate et filetée à haute résistance. L'épaisseur de ces deux composants peut souvent signifier qu'il n'y a pas suffisamment de tige exposée pour l'essai.

Notre solution

Les accessoires de type « Chapeau haut de forme » ou « Haltère » dépassent des fixations du support de boulon, permettant de tester des boulons de plus petites longueurs.

Instron short bolt adapter and dumbbell fixture for tensile testing of short length bolts

Charge d'épreuve d'écrou

Le défi

En plus de tester le boulon, les écrous qui le fixent doivent également être testés. Cela nécessite de fixer l'écrou à un mandrin plus résistant que les filets de l'écrou pour déterminer la charge maximale des filets à l'intérieur de l'écrou.

Notre solution

L'utilisation d'assemblages de charge d'épreuve d'écrou à haute résistance permet un montage dans les supports de boulons standard pour effectuer cet essai rapidement et facilement.

Instron nut proof loading assembly mounted in bolt holder fixtures for automotive nut thread strength testing

Mesure de la déformation et chargement en plusieurs étapes

Le défi

Pour certains essais, un extensomètre peut être nécessaire pour déterminer avec précision la limite d'élasticité et la rigidité du boulon. Cependant, l'extensomètre doit être retiré pendant l'essai pour éviter d'endommager l'instrument en cas de défaillances à haute énergie. Pour ce faire, une fois la limite d'élasticité déterminée, l'essai doit revenir à une charge nulle, puis se poursuivre une fois l'extensomètre retiré pour tester jusqu'à la rupture.

Notre solution

L'utilisation du logiciel Bluehill® Universal avec TestProfiler permet un chargement en rampe complexe pendant l'essai. Cela permet un basculement automatique et transparent, répondant aux exigences des normes tout en permettant le retrait sécurisé de l'extensomètre.

Operator reviewing bolt tensile test results and force-displacement curve in Bluehill Universal software on an Instron testing system touchscreen

Résistance au cisaillement

Le défi

Dans leur application, les boulons sont souvent soumis à des forces de cisaillement, qui peuvent être en cisaillement simple ou double. Il est important de comprendre comment les boulons se comporteront sous ces forces de cisaillement pour éviter toute défaillance du produit.

Notre solution

Les dispositifs de cisaillement simple ou double d'Instron peuvent être fixés simplement à toute machine d'essai universelle. L'essai de cisaillement double est effectué en compression contre un dispositif supportant chaque côté d'un poinçon, tandis que le cisaillement simple est effectué en traction, le boulon étant monté à travers le dispositif. Ces essais sont généralement effectués jusqu'à la limite d'élasticité initiale en cisaillement, un allongement supplémentaire pouvant endommager les dispositifs.

Instron single shear fixture mounted in a universal testing machine for automotive bolt shear strength testing

Des essais de charge d'épreuve et de résistance au cisaillement à la mesure de déformation et aux essais de charge d'épreuve d'écrou, Instron dispose des systèmes d'essai, des accessoires et des logiciels pour répondre à vos exigences en matière d'essais de boulons à chaque étape de la production automobile.

Contactez le service commercial pour discuter de votre application avec notre équipe.

Essais à vitesse de déformation élevée pour les applications d’assemblage automobile

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Essais à vitesse de déformation élevée pour les applications d'assemblage automobile

Le défi

Le soudage et le boulonnage sont des techniques largement utilisées pour assembler des composants métalliques, tandis que les adhésifs sont de plus en plus populaires en tant que méthode d'assemblage plus rentable tout en offrant une meilleure réduction des bruits de vibration et en améliorant l'esthétique des véhicules. La demande constante de nouveaux matériaux plus légers ou plus résistants nécessite des avancées dans les techniques d'assemblage, qui facilitent l'assemblage de nouvelles combinaisons de matériaux et contribuent potentiellement à l'allègement global d'un véhicule. Les matériaux présentent un comportement différent dans des conditions de vitesse de déformation élevée. Par conséquent, en étudiant les matériaux et leurs structures assemblées correspondantes à différentes vitesses de déformation, les ingénieurs sont en mesure de comprendre les avantages des nouveaux matériaux et techniques d'assemblage par rapport aux méthodes établies lors des impacts de collision, de valider et d'améliorer les simulations de collision existantes.

Notre solution

Afin de permettre l'étude des structures assemblées lors d'impacts à vitesse de déformation élevée, Instron propose une large gamme d'accessoires permettant le montage de diverses structures, y compris tout montage décalé et montages personnalisés. Instron VHS comprend également un bâti à haute rigidité qui offre une meilleure répétabilité et une résonance du système plus élevée, et des tables à rainures en T sont fournies en standard sur tous les systèmes Instron VHS pour un montage facile des composants, offrant ainsi une solution d'essais à vitesse de déformation élevée fiable et entièrement intégrée, intuitive à utiliser.

Instron High Strain Rate VHS Testing System with Fast Jaw Grips

Que vous évaluiez de nouvelles technologies d'assemblage, validiez des simulations de collision ou compariez les performances de joints soudés, boulonnés et adhésifs dans des conditions d'impact, Instron dispose des systèmes et de l'expertise nécessaires pour soutenir votre application.

Contacter le service commercial pour discuter de vos besoins en matière d'essais à vitesse de déformation élevée avec notre équipe.

Essais de traction sur soudures plastiques

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Essais de traction sur soudures plastiques pour applications automobiles

À mesure que de plus en plus de composants automobiles sont fabriqués en plastique, des essais doivent être réalisés afin de s’assurer que les différents composants en plastique restent solidaires. Du tableau de bord aux bouchons de réservoir, des matériaux polymères allant du nylon au polypropylène sont présents dans l’ensemble des véhicules. Des techniques de soudage des plastiques, telles que le soudage par vibration et le soudage laser, sont utilisées pour assembler différents composants en plastique, en complément des méthodes traditionnelles par adhésif. Afin de garantir que les liaisons sont suffisamment résistantes, des essais de traction peuvent être réalisés à la fois lors du développement produit et du contrôle qualité.

Serrage des éprouvettes

Le défi

Les essais sur des matériaux collés peuvent souvent entraîner des difficultés de serrage. Les languettes d’éprouvette ne sont souvent pas alignées, ce qui peut provoquer une mise en charge excentrée et des résultats inexacts.

Notre solution

Les mors de traction à action latérale à vis d’Instron et les mors pneumatiques à action latérale de 5 kN et 10 kN peuvent être réglés avec un décalage afin de garantir que la zone collée se trouve au centre de la ligne de charge et que la charge est appliquée axialement. Les deux types de mors peuvent être équipés d’une grande variété de faces de mors adaptées à presque tous les matériaux. Pour l’essai d’éprouvettes qui ne peuvent pas être serrées avec des méthodes traditionnelles, Instron propose des plaques d’essai de composants et des tables à rainures en T permettant aux opérateurs de serrer des éprouvettes de toute forme et de toute taille.

Instron T-slot table with component mounting fixture for tensile testing of plastic welded automotive assemblies

Que vous développiez des méthodes d’essai pour un nouveau procédé de soudage des plastiques ou que vous réalisiez un contrôle qualité sur des assemblages plastiques collés, Instron dispose des solutions de serrage et des systèmes d’essai pour répondre à votre application.

Contactez les ventes pour discuter de vos exigences en matière d’essais de soudures plastiques avec notre équipe.

Essais d’adhésifs pour applications automobiles

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Essais d’adhésifs pour applications automobiles

À mesure que la recherche d’allègement élargit la gamme de matériaux utilisés dans la conception automobile, le besoin de solutions d’assemblage fiables augmente également. La technologie de collage offre une alternative polyvalente aux fixations mécaniques traditionnelles — capable d’assembler des matériaux dissemblables tout en améliorant l’esthétique, en réduisant le bruit et les vibrations (NVH) et en diminuant les coûts de fabrication. Toutefois, une qualification rigoureuse et un contrôle qualité sont essentiels pour garantir des résultats fiables et reproductibles dans toutes les conditions de fonctionnement.

Essais dynamiques et statiques des adhésifs

Le défi

À mesure que les adhésifs sont utilisés dans des applications automobiles encore plus exigeantes, le besoin de comprendre leur comportement statique et en fatigue dans différentes conditions environnementales s’accroît.

Diverses techniques peuvent être employées pour tester les propriétés mécaniques (p. ex. la résistance et la rigidité) des assemblages collés. La mesure de la résistance d’un assemblage collé entre des pièces rigides est généralement réalisée au moyen d’un essai de cisaillement par recouvrement. Différentes formes d’essais de pelage sont utilisées pour mesurer la résistance des assemblages entre des pièces flexibles et rigides/flexibles.

Les essais de ténacité à la rupture sont utilisés pour étudier la propagation des fissures dans les assemblages collés sous chargement statique et en fatigue. Les résultats des essais de ténacité à la rupture peuvent permettre de mieux comprendre les mécanismes d’adhésion et les causes de défaillance des assemblages.

La Solution

La gamme de machines d’essais électromécaniques et dynamiques d’Instron convient parfaitement à tous les types d’essais d’assemblages collés. Une gamme de mors et de montages est disponible pour évaluer la résistance des adhésifs. Les essais sur éprouvettes de cisaillement par recouvrement sont couramment réalisés à l’aide de : mors à action par coin, mors latéraux à vis ou mors pneumatiques. Les montages d’essai de pelage comprennent des modèles de type rouleau flottant et roue rotative. Des montages spécialisés, tels que le montage de pelage à tambour grimpant, sont disponibles pour tester les liaisons adhésives dans les matériaux à âme sandwich. Le logiciel Bluehill® Universal est idéal pour les essais statiques d’adhésifs et un module applicatif Adhésifs en option comprend un certain nombre de méthodes d’essai préconfigurées selon les normes ASTM, EN et ISO.

Les essais de fatigue sur des assemblages collés peuvent être réalisés sur des machines dynamiques à l’aide de mors mécaniques ou hydrauliques homologués pour la fatigue. Les adhésifs sont souvent testés dans diverses conditions environnementales ; dans ce cas, des enceintes environnementales Instron sont disponibles.

Instron lap-shear test fixture gripping an adhesive bonded specimen for automotive adhesive joint strength testing

Essais d’impact des adhésifs

Le défi

À mesure que la conception automobile évolue, les adhésifs remplacent rapidement les fixations mécaniques comme solution conventionnelle pour assembler de nombreux métaux, plastiques, caoutchoucs et le verre. Des adhésifs spécialement formulés, utilisés pour coller des assemblages de châssis structurels, des pare-brise et d’autres composants, peuvent offrir une meilleure esthétique, une réduction du bruit et des vibrations (NVH), ainsi qu’une baisse des coûts de fabrication. Avec l’utilisation accrue des adhésifs, les fournisseurs automobiles et d’adhésifs doivent toutefois développer de nouveaux protocoles d’essai afin de garantir l’intégrité structurelle des liaisons dans toutes les conditions possibles sur le terrain. Les forces d’impact lors d’un accident peuvent provoquer la défaillance des zones collées du châssis ou du pare-brise, entraînant des blessures graves pour les passagers du véhicule.

La Solution

Les fournisseurs automobiles et d’adhésifs utilisent couramment la méthode d’essai d’impact par pelage en coin ISO 11343 pour comparer les effets relatifs de diverses variables de produit et de procédé sur les performances à l’impact. Instron a développé des configurations d’essai standard ainsi que personnalisées basées sur l’ISO 11343, incluant un montage de support unique et une disposition de percuteur pour impacter des éprouvettes de pare-brise collées à des composants de châssis automobile. Associé à une enceinte thermostatique Instron, ce système d’impact permet aux installations de recherche et développement d’expérimenter différentes compositions de matériaux, conditions de polymérisation et températures afin d’optimiser les performances des produits et de se conformer aux réglementations gouvernementales.

Instron ISO 11343 wedge-peel impact test fixture for automotive adhesive bond impact strength testing

Que vous qualifiiez une nouvelle formulation d’adhésif, développiez des protocoles d’essai pour une application de collage structurel ou assuriez la conformité aux normes ASTM, EN ou ISO, Instron dispose des systèmes d’essais, montages et logiciels nécessaires pour soutenir votre application.

Contactez le service commercial pour discuter de vos besoins en essais d’adhésifs avec notre équipe.