Présentation
Auteur(s)
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Yves POURPRIX : Chef de service Direction des matériaux et technologie de PSA
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Lire l’articleINTRODUCTION
Rédiger un guide de choix des traitements thermiques des métaux ferreux pour l’automobile est une opération délicate pour plusieurs raisons :
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d’abord parce qu’il n’y a pas une solution technique à une fonction mais souvent plusieurs qui sont concurrentes ;
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ensuite parce que les choix dépendent souvent du contexte industriel (moyens en place, politique d’investissements, gestion des flux, problèmes d’environnement...) ;
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enfin parce que les cahiers des charges d’une fonction ou d’un organe évoluent très vite, de même d’ailleurs que l’offre en matière de solutions techniques.
Nous ferons donc tout d’abord un tour d’horizon assez approfondi du contexte automobile en abordant l’entité véhicule, ses principaux organes mécaniques, leurs exigences fonctionnelles et enfin le contexte industriel.
Cette approche permettra dans une seconde partie d’aborder les solutions en termes de technologies et de propriétés fonctionnelles, de comparer les procédés et d’évoquer les tendances pour le proche avenir.
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VERSIONS
- Version courante de mars 2008 par Michel GANTOIS, Yves POURPRIX
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Traitements des métaux
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Solutions apportées par le traitement thermique2. Exigences fonctionnelles des pièces mécaniques
La situation qui est présentée ici n’est pas exhaustive, ni immuable le produit étant lui-même en constante évolution : elle donne cependant une image des principaux choix technologiques en fonction du mode de sollicitations.
2.1 Pièces travaillant en fatigue
On intègre dans cette famille les différents aspects de la fatigue, traction-compression, flexion alternée, torsion et les sollicitations dynamiques combinées.
Les méthodes de calcul actuelles du chargement des pièces permettent de déterminer avec précision le mode de sollicitations combinées et, de ce fait, de localiser sur la pièce les chargements critiques et le niveau de criticité (figure ).
De fait, les données nécessaires au niveau du matériau évoluent : des classiques données de flexion rotative ou de traction-compression on passe à l’utilisation de critères plus complexes, mais mieux représentatifs du chargement réel tels que la droite de Dang-Van [1], obtenue à partir de trois essais de fatigue, qui définit une enveloppe à l’intérieur de laquelle doit nécessairement se situer le chargement de la pièce étudiée.
La figure représente deux types de rupture en fatigue caractéristiques.
HAUT DE PAGE
On rencontre comme pièces travaillant à la fatigue :
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dans la distribution :
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les culbuteurs (flexion répétée) ;
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les ressorts de soupapes (torsion et flexion) ;
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les arbres à cames (torsion et flexion) ;
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dans l’attelage mobile :
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les axes de pistons (flexion alternée) ;
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les pistons (traction-compression) ;
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les bielles (traction-compression) ;
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les vis de bielles...
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