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Auteur(s)
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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
Tout effort appliqué à une pièce mécanique la met dans un état de contrainte qui la déforme.
Cette déformation est utile dans plusieurs cas :
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pour maintenir un effort constant ou un couple constant (cas des attaches) ;
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pour signaler ou contrôler la valeur d’une force ou d’un couple (cas des dynamomètres) ;
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pour emmagasiner de l’énergie motrice (cas des horloges) ;
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pour limiter la force due à un choc (cas des tampons) ;
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pour suspendre une masse et filtrer une vibration (cas des suspensions).
Mais elle est souvent nuisible au bon fonctionnement des organes mécaniques. C’est pourquoi l’on préfère la localiser dans un organe appelé ressort qui peut se déformer fortement.
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6. Matières
Les matières les plus intéressantes pour la fabrication des ressorts sont celles qui peuvent emmagasiner le maximum d’énergie dans l’unité de volume (ou de masse).
En fonction de ce qui a été déterminé au paragraphe 3, ce sont celles qui offrent le meilleur compromis entre des contraintes maximales admissibles les plus élevées possibles et le module d’élasticité le plus faible. Des considérations de prix, de fiabilité et d’encombrement, qui interviennent aussi, font généralement choisir les métaux durs et plus particulièrement les aciers (malgré leur module d’élasticité élevé) à cause des fortes contraintes qu’ils admettent quand ils ont subi les traitements thermiques et mécaniques qui augmentent fortement leur limite élastique et leurs résistances à la fatigue et au fluage, sans altérer leur module d’élasticité.
Les caoutchoucs naturels et synthétiques, qui ne présentent pas ces avantages, peuvent cependant être choisis quand une grande précision n’est pas nécessaire, à cause de leur faible module d’élasticité et de leur hystérésis.
6.1 Métaux à travailler à froid
on se reportera à la rubrique Mise en forme des métaux dans le traité Matériaux métalliques.
Le tréfilage et le laminage à froid fournissent des fils et des bandes écrouis avec lesquels on produit économiquement des ressorts. Le procédé est particulièrement intéressant pour les ressorts formés à froid avec des fils de diamètre inférieur à 8 mm, le taux d’écrouissage augmentant fortement la dureté et la limite élastique.
Les propriétés du métal tréfilé sont intimement liées à la déformation plastique qu’il a subie dans la filière ; le grand écrouissage du métal en surface y établit des contraintes résiduelles d’extension,...
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