Bibliographie & annexes
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NOTE DE L'ÉDITEUR
La norme NF EN 1993-1-2/NA (P22-312-1/NA) du 01/10/2007 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN 1993-1-2/NA/A1 de septembre 2021 : Eurocode 3 - Calcul des structures en acier - Partie 1-2 : règles générales - Calcul du comportement au feu - Annexe Nationale à la NF EN 1993-1-2:2005 - Règles générales - Calcul du comportement au feu
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2109 (Septembre 2021).
RÉSUMÉ
Cet article aborde la question du dimensionnement des assemblages de pièces planes minces. On s'intéresse ici au cas du travail en matage-cisaillement, sous chargement statique à la rupture.? Ces structures sont caractérisées par le fait qu'elles comportent généralement plusieurs rangées de boulons et que la résistance de l'assemblage n'est pas déterminée par celle du boulon le plus chargé, mais par celle de l'ensemble des pièces assemblées. Dans ce dossier sera étudié le comportement des assemblages sous une sollicitation statique et notamment sera traité le problème délicat du calcul de la répartition des charges sur les différentes rangées de fixation d'un éclissage.
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Jean GUILLOT : Professeur Émérite - Institut national des Sciences Appliquées de Toulouse (INSAT)
INTRODUCTION
Ce fascicule traite du problème du dimensionnement des assemblages de pièces planes minces, c'est-à-dire de pièces dont l'épaisseur est faible par rapport aux autres dimensions, comme les éclissages de structures aéronautiques et les assemblages de charpente métallique.
Ce qui caractérise ces assemblages, comparés à ceux étudiés dans les fascicules précédents [BM 5 561] [BM 5 562] [BM 5 563], c'est qu'ils comportent pratiquement toujours plusieurs rangées de boulons et que la résistance de l'assemblage n'est plus déterminée par celle du boulon le plus chargé, mais par celle des pièces assemblées.
Nous ne présenterons pas ici dans le détail, les calculs spécifiques aux différents types, qui sont traités dans les codes de calcul spécialisés (Eurocode 3 pour les charpentes métalliques) ou dans les manuels de calcul de structures aéronautiques. Nous avons essayé de faire une présentation unifiée, de montrer l'influence des différents paramètres et d'en tirer les principales règles de conception, applicables en construction mécanique générale.
Toutefois, nous avons choisi de traiter dans le détail de la prise en compte de la précontrainte de serrage dans le calcul des assemblages travaillant en matage-cisaillement et de la recherche du serrage optimal.
En effet, ce point est souvent ignoré des ingénieurs (et négligé à tort), alors qu'il peut constituer un moyen simple d'augmenter de manière importante la durée de vie en fatigue, au même titre que les montages avec interférence.
Dans cette première partie, on traite du comportement des assemblages sous une sollicitation statique et notamment du problème délicat du calcul de la répartition des charges entre les rangées de fixation d'un éclissage.
La deuxième partie est essentiellement consacrée au comportement des assemblages sous sollicitations variables avec le temps et au calcul de leur durée de vie.
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Modes de calcul et chargements associés
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1. Différents assemblages
Un éclissage est un assemblage par boulons (ou rivets) de pièces planes ou quasi-planes, de faible épaisseur, sollicité par des forces situées dans le plan d'assemblage et par des moments normaux à ce plan.
On distingue deux modes de transfert des efforts d'une pièce à l'autre :
-
par cisaillement des fixations au plan de joint des pièces assemblées. Les fixations sont alors montées avec un très faible jeu (< 2 % du diamètre) ou à ajustement serré (interférence) ;
-
par adhérence entre les pièces serrées. Les fixations sont alors montées avec jeu et le coefficient de frottement entre les pièces assemblées et la force de précontrainte installée sur chaque boulon sont les paramètres caractéristiques de l'assemblage.
On utilise deux dispositions classiques :
-
les éclissages à simple recouvrement (figure 1 a ) ;
-
les éclissages à double recouvrement (figure 2 a ).
Sous l'action de l'effort transféré F T une fixation en simple recouvrement (souvent également nommée à simple cisaillement) va se déformer d'avantage que la même fixation en double recouvrement (dite, elle, à double cisaillement). Les contraintes dues à la flexion ne sont plus négligeables et peuvent devenir prépondérantes, d'autant que les pièces sont le siège d'importantes déformations de flexion secondaire (figure 3) dues au décalage (à effort nul) de leurs plans moyens.
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Différents assemblages
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BERTAUX (J.) - Les assemblages mécaniques en aéronautique civile : tendances actuelles et perspectives. - Les assemblages mécaniques Cetim 3G27, p. 13-49.
-
(2) - HUET (J.) - Du calcul des assemblages par boulons ou rivets travaillant en cisaillement. - Les assemblages mécaniques Cetim 3G27, p. 133-147.
-
(3) - MUZEAU (J.P.) - Caractéristiques mécaniques de boulons sertis précontraints de type Huck. - Calcul des assemblages vissés Cetim, p. 1-32, 5 déc. 2000.
-
(4) - ALEMANY (B.), ALBERT (M.) - Boulons précontraints pour assemblages à haute rigidité. - Éditions Dunod, Paris (1967).
-
(5) - BARROIS (W.) - Stresses and displacements due to load transfer by fasteners in structural assemblies. - Engineering Fracture Mechanics (Pergamon Press), vol. 10, p. 115-176 (1978).
-
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