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RÉSUMÉ
Parmi la grande diversité géométrique des assemblages soudés, le concepteur doit retenir une liaison soudée offrant le meilleur compromis technico-économique. Dans ce but, il doit tenir compte de divers facteurs, qui sont les modes de défaillance potentiels, les conditions de fabrication, et enfin les impératifs d’examen non destructif. Cet article étudie les particularités du comportement élastique des assemblages soudés sous charge statique afin d’en faire ressortir les points sensibles sous chargement variable. Il se termine en décrivant le mécanisme d’adaptation plastique offert par la plupart des métaux et alliages, et comment on peut en tirer parti dans le cadre d’une construction soudée.
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-
Alain MICHEL : Ingénieur CNAM et ESSA - Expert, chargé de cours, retraité - Institut de soudure industrie, Villepinte, France - École supérieure du soudage et de ses applications, Yutz, France
INTRODUCTION
La liaison par soudage/brasage de deux éléments structurels de forme donnée doit naturellement amener le concepteur à rechercher quel type d’assemblage soudé est le plus approprié à la situation. Sur le plan technique, le choix est, en principe, conditionné par la connaissance de divers facteurs parmi lesquels :
-
les efforts en transit ou plus précisément la forme des lignes isostatiques relatives à un chargement donné ;
-
les modifications structurales locales éventuelles générées sur le matériau ;
-
les inévitables contraintes résiduelles et imperfections géométriques résultant de l’opération de soudage.
Après avoir donné dans un premier article Pièces mécaniques soudées – Rappels et définitions [BM 5 185], les rappels et les définitions des pièces mécaniques soudées, ce second article se propose d’étudier les particularités du comportement élastique des assemblages soudés, afin d’éviter les endommagements prématurés en service sous charges statiques ou variables et de tirer parti du mécanisme d’adaptation plastique qui est offert par la plupart des métaux et alliages et qui est garant de la tenue mécanique de la liaison.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de janv. 1999 par Alain MICHEL
- Version archivée 2 de oct. 2006 par Alain MICHEL
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3. Conclusion
La conception d’assemblages soudés nécessite encore à ce jour, une compétence humaine capable d’intégrer les nombreuses données qui doivent être considérées afin de faire en sorte que chacune des liaisons soudées d’une structure à vocation mécanique relève d’un niveau de qualité d’une part et présente un comportement mécanique d’autre part s’inscrivant dans un contexte industriel actuel qui doit considérer à la fois l’aptitude à l’emploi et le coût de production.
Malgré les progrès réalisés en matière de simulation numérique, en particulier la simulation du soudage qui intégre à la fois l’aspect thermique (procédé) et l’aspect métallurgique (réponse du matériau), les applications de la simulation numérique à l’étude quantitative des distorsions de la structure, et des contraintes résiduelles engendrées se heurtent encore au problème de la méconnaissance du champ initial de contraintes résiduelles qui affectent les composants métalliques avant leur mise en œuvre par soudage.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - COKER (E.G.), LEVI (R.), RUSSEL (R.) - The stresses in fusion joints. - Journal of the AWS, p. 26-31, juin 1934.
-
(2) - BIERETT (G.), GRÜNING (G.) - Spannungszustand und Festigkeit von Stirnkehlnahtverbindungen. - Der Stahlbau, p. 169-173, oct. 1933.
-
(3) - GOELZER - * - Génie civil (1929).
-
(4) - FEDER (D.) - Spannungsoptische und theoretischeUntersuchungenzurKraftverteilung in Kelhnaht laschenverbindungen. - Thèse de Doctorat, Univ. Techn. de Stuttgart (1967).
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(5) - SOLAKIAN (A.G.) - Effect of weld penetration on stresses in fillet weld joints. - Welding Research Activities, p. 13-16, sept. 1936.
-
(6) - MADDOX (S.J.) - Fatigue strength of welded structures. - Abington publishing, 2nd ed., 208 p (1991).
- ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Eurocode 3 – Calcul des structures en acier – Partie 1-1 : règles générales et règles pour les bâtiments - NF EN 1993-1-1 - 10-05
-
Eurocode 3 – Calcul des structures en acier – Partie 1-8 Assemblages – AFNOR - NF EN 1993-1-8 - 12-05
-
Guide to methods for assessing the acceptability of flaws in metallic structures - BS 7910 - 2013
Décret n° 99-1046 du 13 décembre 1999 relatif aux équipements sous pression.
HAUT DE PAGE2.1 Laboratoires de recherche – Écoles – Veille documentaire
Institut de soudure, Espace Cormontaigne, 57970 Yutz http://www.isgroupe.com
Cetim, 52 avenue Félix Louat, 60304 Senlis Cedex http://www.cetim.fr
Association française de mécanique, groupe scientifique et technique « simulation numérique du soudage », 39/41 rue Louis Blanc, 92400 Courbevoie http://www.afm.asso.fr
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