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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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Dans cet article, nous traiterons des caractéristiques de ressorts hélicoïdaux et autres ressorts enrodés soumis à une force coaxiale.
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1. Ressorts hélicoïdaux
Ce ressort est constitué par un fil métallique de section généralement circulaire enroulé en hélice cylindrique et soumis à une force agissant suivant l’axe de l’hélice cylindrique ou produisant une force dans le but de reproduire ou de modifier un mouvement ou de maintenir un système de forces en équilibre.
La force peut tendre à allonger ou à raccourcir le ressort suivant qu’il s’agit d’un ressort de traction ou de compression.
1.1 Calcul
Le ressort hélicoïdal peut être assimilé à une barre de torsion enroulée en hélice.
Considérons une section droite quelconque Σ du fil, c’est-à-dire normale à la fibre moyenne, et G le centre de gravité de cette section (figure 1). L’axe du ressort traverse le plan de la section en un point O et fait un angle α avec ce plan.
La charge P du ressort s’applique en O où elle se décompose en :
Le transport de la force P 1 au centre de gravité G de la section introduit un moment de torsion M t = P 1r = P 1D / 2 normal au plan.
Le transport de la force P 2 en G introduit un moment de flexion M = P 2r = P 2D / 2 autour de l’axe Gz appartenant au plan de Σ et dont les composantes sont dans ce plan. Ce moment provoque l’enroulement du fil si c’est un ressort de traction et le déroulement si c’est un ressort de compression.
Chaque élément infiniment petit compris entre deux sections droites distantes de
est déformé par des forces et des moments.
Dans un ressort hélicoïdal à pas constant, α est constant dans toutes les sections ; les efforts, les moments et les déformations sont les mêmes pour tous les éléments...
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