Assemblages frettés : Exemples d’utilisations d’assemblages frettés

2.1 - Rappels des formules d’élasticité en symétrie axiale

Figure 1 - Définition des contraintes
2.2 - Rappels des formules de l’enveloppe épaisse soumise à une pression intérieure et à une pression extérieure
2.3 - Calcul des assemblages de deux pièces cylindriques constituées d’un même matériau

Figure 7 - Pression de frettage p
2.4 - Calcul des assemblages de deux pièces cylindriques constituées de matériaux différents
2.5 - Calcul des assemblages de plus de deux pièces cylindriques

3 - Pièces de révolution non cylindriques ou de longueurs différentes

4 - Exemples d’utilisations d’assemblages frettés

4.1 - Tubes frettés soumis à une pression intérieure

Tableau 1
4.2 - Assemblage fretté soumis à la rotation

5 - Réalisation d’assemblages frettés

5.1 - Modes d’assemblages
5.2 - Résistance à la fatigue des assemblages

6 - Exemples

6.1 - Montage d’un roulement sur un axe plein
6.2 - Frettage d’un pignon sur un axe plein

Bibliographie & annexes

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Auteur(s)

Alain LELUAN : Chef du Centre d’Essais du Matériel de la Société Nationale des Chemins de Fer Français (SNCF) - Professeur à l’École Centrale des Arts et Manufactures

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INTRODUCTION

Depuis fort longtemps, des assemblages frettés ont été réalisés, notamment pour munir les roues en bois d’une surface de roulement plus résistante. Ces frettes étaient mises en place à force ou par dilatation thermique ; une grande précision n’était pas nécessaire compte tenu de la grande élasticité des pièces assemblées.

Les moyens d’usinage s’étant perfectionnés, il a été ensuite possible d’assembler des pièces métalliques qui nécessitaient une précision importante si l’on voulait effectivement apporter un renfort et un allégement, comme dans le cas des canons frettés, ou transmettre des puissances élevées avec des pignons calés sur des axes.

Actuellement, ce mode d’assemblage est très répandu et il a pratiquement supplanté celui qui consistait, par exemple, à rendre des pièces solidaires en interposant une clavette dans une rainure.

Pour des impératifs de vitesse et d’allégement notamment, les progrès de la mécanique, imposant de faire travailler les matériaux aussi près que possible de leurs limites, ont conduit à développer l’étude de ce moyen d’assemblage aussi bien par des études théoriques, des calculs sur ordinateur que par des essais de fatigue.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-b5500

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Réalisation d’assemblages frettés

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4. Exemples d’utilisations d’assemblages frettés

Deux cas d’assemblages frettés sont particulièrement intéressants, dans lesquels les contraintes que l’on peut qualifier de statiques et d’initiales, produites lors de l’assemblage, sont modifiées par celles provenant des diverses utilisations ; il s’agit, d’une part, d’un tube réalisé en frettant deux tubes et soumis à une pression intérieure et, d’autre part, de l’assemblage fretté d’une roue sur un axe soumis à la rotation.

4.1 Tubes frettés soumis à une pression intérieure

À l’origine, cette solution a permis de réaliser des canons capables de supporter des explosifs plus puissants, tout en ayant un poids identique à ceux réalisés d’une seule pièce.

Considérons deux tubes constitués d’un même matériau, le premier I de diamètres intérieur 2r ₀ et extérieur (2r ₁ + s ), le second II de diamètres intérieur 2r ₁ et extérieur 2r ₂ . Lors du frettage, ils se trouvent le siège des contraintes :

Tube intérieur
Tube extérieur

Soumettons l’ensemble fretté à une pression intérieure p ₀ , il en résulte pour les deux pièces des contraintes supplémentaires données dans les relations [4] :

Cette superposition de contraintes permet, à même taux de sollicitation de la matière, d’admettre une pression intérieure p ₀ plus élevée dans le...

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