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Auteur(s)
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Michel DUCHEMIN : Ingénieur de l’Institut Catholique d’Arts et Métiers de Lille - Ingénieur de l’École Supérieure de Soudure Autogène de Paris - Chef de Produit ferroviaire à la Société Ressorts Industrie
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Lire l’articleINTRODUCTION
Tout effort appliqué à une pièce mécanique la met dans un état de contrainte qui la déforme.
Cette déformation est utile dans plusieurs cas :
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pour maintenir un effort constant ou un couple constant (cas des attaches) ;
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pour signaler ou contrôler la valeur d’une force ou d’un couple (cas des dynamomètres) ;
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pour emmagasiner de l’énergie motrice (cas des horloges) ;
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pour limiter la force due à un choc (cas des tampons) ;
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pour suspendre une masse et filtrer une vibration (cas des suspensions).
Mais elle est souvent nuisible au bon fonctionnement des organes mécaniques. C’est pourquoi l’on préfère la localiser dans un organe appelé ressort qui peut se déformer fortement.
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Classification des ressorts4. Contraintes statiques et dynamiques
4.1 Contraintes constantes (ou statiques).
On peut se servir d’un ressort pour appliquer une force constante P en le maintenant à une certaine hauteur H différente de sa hauteur initiale H 0 . Dans ce cas la déflexion du ressort est la différence des hauteurs H 0 – H . Les contraintes appliquées resteront constantes à condition qu’elles ne dépassent en aucun point la limite élastique de la matière ; le ressort déchargé reprendra sa forme initiale. Si on lui impose à nouveau la hauteur H , il appliquera la même charge P .
Cependant, si le ressort reste très longtemps à la hauteur H à une contrainte proche de la limite élastique, la charge P diminuera progressivement ; cette perte de charge est appelée relaxation . Si la charge P est constante, c’est la hauteur H du ressort qui diminuera, cette perte de hauteur est appelée fluage .
Les ressorts comportant de faibles rayons de courbure, des entailles ou des trous sont soumis à des concentrations de contraintes qui ne sont pas toujours parfaitement appréciées par le calcul et qui risquent d’amener un dépassement local de la limite élastique et une perte de charge.
Une opération incluse dans la fabrication du ressort et appelée préconformation permet, à condition que le métal soit suffisamment ductile, de réduire ces inconvénients en incorporant au ressort un réseau de tensions internes opposées aux contraintes de service. Cette opération est particulièrement importante quand on ne tolère pas de variation de charge ou de hauteur des ressorts. Elle sera décrite au paragraphe 7.1.4.4.
Quand les ressorts sont soumis à des températures élevées, la limite élastique à considérer est celle de la matière à la température de travail. Cette limite élastique est, en général, beaucoup plus faible que celle à la température ambiante ; les risques de déformation permanente et de perte de charge sont beaucoup...
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