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RÉSUMÉ
Compte tenu de leur importance dans la construction mécanique, les éléments de fixation filetés font l'objet de nombreuses normes. Cet article porte sur la normalisation de ces éléments utilisés pour la réalisation de liaisons fortement sollicités. Il a été conçu pour apporter une aide à l'ingénieur en lui fournissant les principales données touchant aux caractéristiques de ces éléments, à leurs spécifications d'essais, dimensions et tolérances. Lui sont également livrées les méthodes de détermination du couple de serrage, celle du calcul de la résistance statique et à la fatigue d’un boulon.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Jean GUILLOT : Professeur émérite - Institut national des sciences appliquées de Toulouse (INSAT)
INTRODUCTION
Ce dossier traite de la normalisation des éléments filetés utilisés pour la réalisation de liaisons fortement sollicitées et de leurs caractéristiques de résistance statique et en fatigue. Il est conçu pour que l’ingénieur dispose des principales données lui permettant de développer un calcul pertinent, en utilisant les modèles et les méthodes développés dans les dossiers suivants.
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Amélioration de la tenue en fatigue d’un boulon
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4. Résistance à la fatigue d’un boulon
Cette caractéristique fondamentale pour le dimensionnement de la plupart des assemblages boulonnés de construction mécanique est obtenue à partir d’essais réalisés sur vis entières équipées de leurs écrous.
Les conditions d’essais sont parfaitement définies par la norme NF ISO 3800 relative aux essais de fatigue sous charge axiale. Toutefois, aucune spécification de contrainte alternée admissible n’est imposée et, pour les calculs de vérification, on doit se référer aux résultats d’essais publiés .
Pour un nombre de sollicitations supérieur à 2 × 10 6 cycles, ces données semblent suffisantes ; pour un nombre de cycles inférieur, on doit procéder à ses propres essais et établir une courbe de Wöhler (figure 18) probabilisée correspondant à la contrainte moyenne installée (en général comprise entre 0,5 et 0,8 R e min de la classe de qualité).
Comme nous pouvons le constater sur la figure 19, sur le premier filet en prise, on a un effet d’entaille important, auquel s’ajoute une « concentration d’effort ». La contrainte locale en fond du premier filet en prise est bien plus importante que la contrainte nominale (de 4 à 10 fois selon les cas). Le facteur Δ σ max (variation de la contrainte maximale) qui caractérise l’amorce de fissure en fatigue est donc grand :
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - * - AFNOR (Association française de normalisation)
-
(2) - VDI 2230 - Systematische Berechnung Hochbeanspruchter Schraubenverbindungen Zylindrische Einschraubenverbindungen. - VDI/Richtlinien, févr. 2003.
-
(3) - AUBLIN (M.) et al - Systèmes mécaniques : théorie et dimensionnement. - Dunod Paris.
-
(4) - ALEMANY (B.), ALBERT (B.) - Boulons précontraints pour assemblages à haute rigidité. - Dunod Paris.
-
(5) - SAYETTAT (C.), FAURIE (J.P.), PEYRET (M.) - Assemblages boulonnés. Conception et montage - . Cetim (1980).
-
(6) - PILKEY (W.D.) - Peterson’s stress concentration factors. - John Wiley & Sons, inc (New York).
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