Installation d’essai universel sur la caractérisation avancée des matériaux automobiles

Université de Windsor, Windsor, Ontario
Que fait l'installation

Met à l’essai et caractérise des matériaux et des structures dans un éventail de conditions afin d’en déterminer les propriétés mécaniques

Domaines d'expertise

Ces installations d’essai déterminent les propriétés mécaniques de matériaux et de structures au moyen de méthodes de caractérisation et d’essais personnalisés et uniformisés dans le but d’optimiser les procédés de fabrication et le rendement de véhicules à l’aide d’analyses et de simulations numériques. Ces installations mettent particulièrement l’accent sur les matériaux utilisés pour la fabrication de la carrosserie et de la structure de véhicules, mais les travaux peuvent s’appliquer à n’importe quel produit fabriqué. Les chercheurs de ce laboratoire effectuent des analyses et des simulations numériques d’essais de déformation des matériaux courants et non courants, ainsi que des procédés de façonnage des métaux. Les chercheurs travaillent sur un large éventail de matériaux, notamment des aciers de pointe à haute résistance, des alliages de magnésium et d’aluminium, des matériaux composites, des polymères et des biomatériaux, en analysent les microstructures, et en étudient la déformation et les défaillances. Ils travaillent en étroite collaboration avec l’industrie de l’automobile et d’autres partenaires industriels dans le but de fabriquer des véhicules plus légers, d’élaborer des procédés de fabrication moins coûteux, d’optimiser la conception des pièces, et d’améliorer la résistance à l’impact des structures de véhicule en ayant une meilleure compréhension des mécanismes de déformation et de défaillance des matériaux.

Services de recherche

Essais mécaniques, caractérisation des matériaux, formage des métaux, élaboration et conception manufacturières, fabrication de pointe, amélioration de la productivité, modélisation, simulation de procédés, essais sur le terrain, essais de collision, génie mécanique, génie conceptuel, essais bêta, recherche préconcurrentielle, recherche confidentielle, optimisation des procédés, matériaux légers, réduction des coûts de fabrication, microscopie des matériaux, nanotechnologie, mécanismes à micro échelle

Équipement

Fonction

Presse formeuse de tôles

Presse hydraulique à double action de 225 tonnes qui forme des tôles quel que soit le type de déformation ou presque, p. ex. traction, emboutissage, pliage et cisaillage. La presse est utilisée pour mettre à l’essai des tôles dans un large éventail de conditions, et possède un vaste choix de matrices et de plaquettes pour les opérations de formage des métaux.

Impactomètre Charpy

Pendule de grande dimension pourvu d’un poids qui fracture un spécimen et mesure la quantité d’énergie absorbée par cette fracturation. L’instrument permet également de déterminer la résistance à l’impact et aux collisions en caractérisant la résistance à la fracture des matériaux.

Appareil d’essai de barre de Hopkinson en deux pièces

Mesure la vitesse de déformation élevée des matériaux en lançant un projectile sur une barre témoin et en déclenchant une onde de contrainte à travers un spécimen. Il permet de caractériser le comportement des matériaux, lequel sera pris en compte dans des simulations de collisions et les simulations de formage de tôles à vitesse de déformation élevée.

Tour d’impesanteur à haute énergie

Capacité d’environ 80 kJ. Cet appareil est en mesure de laisser tomber une masse de 900 kilogrammes d’une hauteur d’environ 9 mètres et permet de mesurer la résistance aux impacts d’une structure.

Tour d’impesanteur à haute énergie

Capacité d’environ 8 kJ

Presse d’hydroformage

Presse de 750 tonnes qui utilise la pression de l’eau pour façonner des structures tubulaires, p. ex. des berceaux de moteur, des supports de radiateur, des brancards de pavillon et des poutres de tableau de bord. Elle est utilisée pour concevoir des véhicules plus solides et plus résistants aux collisions, tout en étant plus légers. Elle permet d’optimiser le rendement manufacturier de matériaux avancés.

Équipement de métallographie et d’analyse des microstructures – comprend des polisseuses, des graveuses, des microscopes électroniques à balayage et des microscopes optiques

 

Systèmes de mesure optique des contraintes

Font appel à des caméras à haute définition et à la corrélation d’images numériques pour mesurer la déformation d’un spécimen. On peut utiliser ces systèmes de mesure pour déterminer dans quelle mesure un matériau peut être déformé en toute sécurité sans déchirer, se froisser ou se casser. Il existe des systèmes de mesure optique des contraintes à basse vitesse et à vitesse élevée.

Caméra haute vitesse Dual Photron SA4

 

Appareils d’essais universels de mesure de la tension/compressibilité

Capacité de charge variant entre 100 kN et 600 kN

Accélérateur pneumatique

Pour lancer des projectiles à une vitesse pouvant atteindre 50 mètres/seconde

Tribomètre alternatif

Caractérisation de l’usure des moteurs

Tribomètre de formage

Mesure de la friction et des contraintes à la surface des tôles

Simulateur d’usinage instrumenté

Perçage/taraudage/fraisage de moulages légers

Interféromètre/profilomètre de surface

Mesure de la rugosité

  • Amino North America Corporation
  • ArcelorMittal Dofasco Inc.
  • Chrysler Canada
  • Ford du Canada limitée
  • General Motors Company
  • Novelis Inc.
  • Schukra of North America
  • The Narmco Group
  • The Windsor Mold Group
  • Valiant Machine and Tool Inc.
  • Vari-Form Inc.
  • Waltron Trailers Inc.
  • Commission de la sécurité professionnelle et de l’assurance contre les accidents du travail (CSPAAT)