Qu'est-ce qu'une jauge de contrainte?
Tous les matériaux se déforment lorsqu'une contrainte ou une charge est appliquée. La contrainte est une mesure de la quantité de déformation qui se produit lorsqu'un objet est soumis à des contraintes. Une jauge de contrainte est un outil utilisé pour mesurer avec précision ce changement dans un matériau sous charge. Comprendre les changements dimensionnels qui se produisent lorsqu'un objet est soumis à des contraintes est important dans de nombreuses applications de conception mécanique.
La déformation élastique se produit lorsqu'un matériau est soumis à un faible niveau de contrainte. Il disparaîtra une fois le stress éliminé et le matériau retrouvera son état d'origine. À des niveaux de stress élevés, une substance se déformera au point de ne pas pouvoir récupérer et de retourner à ses dimensions d'origine. Cela s'appelle une déformation plastique. Une jauge de contrainte peut être utilisée pour déterminer le moment où un matériau subit une déformation plastique et une déformation permanente.
La jauge de contrainte en feuille métallique est couramment utilisée lorsqu'une très petite quantité de déformation et de changement dimensionnel se produit. Ce type fonctionne en mesurant le changement de résistance électrique qui se produit lorsqu'un matériau électriquement conducteur se déforme. La jauge de contrainte en feuille métallique consiste généralement en une série de très fines lignes parallèles de métal conducteur appliquées sur une feuille mince. La feuille est fixée à un matériau isolant électriquement et ne conduira pas de tension ou de courant.
La jauge de contrainte en feuille métallique est collée à un objet à mesurer. Lorsque la contrainte est appliquée et que l'objet se déforme, la feuille métallique se déforme également et sa résistance électrique change. Le changement de résistance électrique est mesuré et peut être lié à la déformation du matériau. La relation numérique entre le changement de résistance électrique et la contrainte mécanique correspondante est appelée facteur de jauge .
Les jauges de contrainte à feuille nécessitent un étalonnage minutieux pour garantir la précision de la mesure de la contrainte. L'étalonnage est effectué à l'aide d'un circuit électrique appelé pont de Wheatstone. Ceci est utilisé pour déterminer le facteur de jauge et compense également les variations de température qui entraînent la dilatation et la contraction du matériau en feuille métallique, ce qui pourrait générer des résultats de mesure incorrects.
Les jauges de contrainte sont disponibles pour une variété d'applications de mesure. Ils sont utilisés pour mesurer les contraintes dues à l’allongement causé par une force de traction, à la compression due à une force de poussée, ou même à la pression appliquée sur une surface par un poids ou une autre charge. Les jauges de contrainte sont souvent utilisées pour des tests expérimentaux en laboratoire et peuvent être montées en permanence sur un objet pour permettre des mesures en continu.