Dans le domaine de la métrologie de précision, la machine à mesurer les longueurs est un outil essentiel pour garantir la précision dimensionnelle des produits. Les performances de son matériau de base influent directement sur la stabilité et la durée de vie de l'équipement. Ces dernières années, de plus en plus de machines à mesurer les longueurs utilisent le granit comme matériau de base. L'une des principales raisons de ce choix est l'excellente résistance à la fatigue du granit. Les données expérimentales montrent que cette résistance est sept fois supérieure à celle de la fonte. Cet avantage significatif garantit une durée de vie prolongée du bâti de la machine à mesurer les longueurs.
Afin de vérifier la différence de résistance à la fatigue entre le granit et la fonte, l'équipe de recherche a mené une série d'expériences rigoureuses. L'expérience a porté sur des échantillons de socles en granit et en fonte, de spécifications identiques et soumis à des conditions de fonctionnement simulées. À l'aide d'une machine d'essai de fatigue, des charges variables ont été appliquées périodiquement aux échantillons des deux matériaux afin de simuler les forces extérieures, telles que les vibrations et la pression, auxquelles est soumise la machine de mesure de longueur lors d'une utilisation prolongée. Au cours de l'expérience, les modifications de la microstructure, l'état des dommages de surface et le degré de dégradation des propriétés mécaniques macroscopiques du matériau après chaque cycle de chargement ont été enregistrés avec précision.
Après de nombreux essais de chargement cyclique, les résultats sont remarquables. Des fissures de fatigue importantes sont apparues dans les échantillons de base en fonte après un nombre relativement faible de cycles de chargement. À mesure que le nombre de cycles augmente, ces fissures se propagent et convergent, entraînant la destruction de l'intégrité structurelle du matériau et une baisse significative de ses propriétés mécaniques. En revanche, les échantillons de base en granit n'ont commencé à présenter que des microfissures extrêmement fines après avoir subi un nombre de cycles de chargement plusieurs fois supérieur à celui de la fonte, et la vitesse de propagation des fissures était extrêmement lente. D'un point de vue macroscopique, le degré de dégradation des propriétés mécaniques des bases en granit est bien inférieur à celui des bases en fonte. Grâce à une analyse et à des calculs approfondis des données, il a finalement été conclu que la résistance à la fatigue du granit est sept fois supérieure à celle de la fonte.
La résistance à la fatigue exceptionnelle des matériaux granitiques est étroitement liée à leur structure interne et à leurs propriétés minérales. Le granit est une roche ignée formée par l'assemblage étroit de divers cristaux minéraux. Les particules minérales qui le composent s'imbriquent les unes dans les autres, formant une structure dense et stable. Cette structure permet au granit de répartir uniformément les contraintes lorsqu'il est soumis à des forces extérieures, réduisant ainsi le phénomène de concentration locale des contraintes et retardant efficacement l'apparition et la propagation des fissures de fatigue. À l'inverse, la fonte contient des pores et des impuretés microscopiques. Ces défauts constituent un terrain propice à l'amorçage des fissures de fatigue. Soumis à des forces extérieures, ils sont susceptibles de provoquer une concentration des contraintes et d'accélérer la rupture par fatigue du matériau.
Pour la machine de mesure de longueur, la haute résistance à la fatigue du socle en granit garantit une meilleure stabilité et une plus grande précision de la structure, même en cas d'utilisation prolongée. L'erreur de mesure due à la déformation par fatigue du socle est réduite, ce qui améliore la fiabilité des résultats. Par ailleurs, la moindre sensibilité du socle en granit à la fatigue diminue considérablement la fréquence de maintenance et les coûts de remplacement de l'équipement, et prolonge significativement la durée de vie de la machine.
Dans le contexte industriel actuel, où les exigences de précision des produits sont de plus en plus strictes, la stabilité des performances de la machine de mesure de longueur, équipement clé du contrôle qualité, est primordiale. Le granit, dont la résistance à la fatigue surpasse largement celle de la fonte, constitue un matériau de choix pour la conception et la fabrication du bâti de la machine de mesure de longueur. Il représente un atout majeur pour prolonger la durée de vie de ce bâti et garantir la précision des mesures. Son utilisation est appelée à jouer un rôle croissant dans le développement des technologies de mesure de précision.
Date de publication : 13 mai 2025