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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
Du point de vue mécanique, les ressorts en caoutchouc se distinguent des autres ressorts par leur faible module d’élasticité et par la variation de ce module d’élasticité avec la forme du ressort. Le module d’élasticité étant faible, la forme varie sensiblement en fonction de la charge ce qui entraîne une variation de module et donc de la flexibilité avec la charge des ressorts. Cet effet est particulièrement sensible pour les ressorts de compression.
Par ailleurs, les ressorts en caoutchouc ont une très bonne résistance aux sollicitations dynamiques et un fort amortissement propre qui se traduit par une transformation en chaleur à l’intérieur du ressort d’une partie de l’énergie fournie. Le ressort étant peu conducteur de la chaleur, l’échauffement interne peut être important. Il faut remarquer aussi que le module d’élasticité varie avec la t empérature et avec la vitesse d’application de la charge.
Compte tenu de tous ces facteurs qui réagissent les uns sur les autres, on comprend qu’il n’est pas possible d’obtenir d’un ressort en caoutchouc des propriétés aussi précises que celles que l’on peut attendre d’un ressort métallique ; par contre, il est assez facile d’obtenir le module d’élasticité voulu par le choix de l’élastomère ou des proportions du mélange (article Considérations générales dans cette rubrique Ressorts), car ces paramètres font varier le module d’élasticité de façon très importante. En pratique, on estime leur influence par la mesure de la dureté Shore A du caoutchouc vulcanisé.
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2. Ressorts de cisaillement
Le ressort de cisaillement est un prisme de caoutchouc à chacune des bases duquel on a adhérisé une plaque métallique. Une plaque étant fixée, l’autre est contrainte à se déplacer parallèlement à la première par une force P située dans son plan.
Le travail en cisaillement affecte peu le module d’élasticité G tant que le facteur de forme est supérieur à 0,5 ; mais il s’accompagne toujours d’une flexion pour laquelle il faut considérer un module d’élasticité E variable.
La part de cisaillement dans la déflexion est donnée par :
et la part de flexion est donnée par :
La déflexion totale est :
Tant que e /H est supérieur à 2,5, la déflexion peut être calculée à 5 % près en prenant E /G = 3, ce qui donne :
Le coefficient α varie en fonction du rapport e /H (figure 2). Pour un rapport e /H inférieur à 2,5, la part de flexion étant importante, une vérification sur prototypes est conseillée.
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Ressorts de cisaillement
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - PASSERAT (M.) - Le fil pour ressorts métalliques. - Fil, Tubes, Bandes et Profilés, no 59, 15-26 (1977).
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(2) - CHIRONIS (N.) - Spring design and application - (Étude et application du ressort). McGraw-Hill (1961).
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(3) - DE VILLEROCHE (M.) - Formage à froid des fils inoxydables. - Aciers Spéciaux, no 9, 5-10 (1969).
-
(4) - FUNKE (P.), KAYSER (K.H.) - Statische und dynamische Untersuchungen an Federn aus sieben verschiedenen Federdrahten nach DIN 17224 (Recherches statiques et dynamiques en ressorts de sept fils d’aciers différents selon DIN 17224). - Draht (D) 22 e année, no 4, 189-96 (1971) et no 5, 315-28 (1971).
-
(5) - BACKER (L.) - Aciers pour ressorts hélicoïdaux dans les véhicules automobiles. - Aciers Spéciaux, no 44, 1923 (1978).
-
(6) - WALZ (K.H.) - Ressorts...
ANNEXES
Syndicat national des fabricants de ressorts (SNFR) http://www.snfr-france.com
Centre technique des industries mécaniques (CETIM) http://www.cetim.fr
Office technique pour l’utilisation de l’acier (OTUA) http://www.otua.org
Chambre syndicale des producteurs d’aciers fins et spéciaux (SPAS) http://www.spas-ffa.org
HAUT DE PAGE2.1 Association française de normalisation (Afnor)
NF EN 10083-1 - Février 1997 - Aciers pour trempe et revenu – Partie 1 : conditions techniques de livraison des aciers spéciaux. - -
NF EN 10083-2 - Février 1997 - Aciers pour trempe et revenu – Partie 2 : conditions techniques de livraison des aciers de qualité non alliés. - -
NF EN 10083-3 - Avril 1996 - Aciers pour trempe et revenu – Partie 3 : conditions techniques de livraison des aciers au bore. - -
NF EN 10084 - Mars 1999 - Aciers pour cémentation – Conditions techniques...
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