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RÉSUMÉ
Compte tenu de leur importance dans la construction mécanique, les éléments de fixation filetés font l'objet de nombreuses normes. Cet article porte sur la normalisation de ces éléments utilisés pour la réalisation de liaisons fortement sollicités. Il a été conçu pour apporter une aide à l'ingénieur en lui fournissant les principales données touchant aux caractéristiques de ces éléments, à leurs spécifications d'essais, dimensions et tolérances. Lui sont également livrées les méthodes de détermination du couple de serrage, celle du calcul de la résistance statique et à la fatigue d’un boulon.
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-
Jean GUILLOT : Professeur émérite - Institut national des sciences appliquées de Toulouse (INSAT)
INTRODUCTION
Ce dossier traite de la normalisation des éléments filetés utilisés pour la réalisation de liaisons fortement sollicitées et de leurs caractéristiques de résistance statique et en fatigue. Il est conçu pour que l’ingénieur dispose des principales données lui permettant de développer un calcul pertinent, en utilisant les modèles et les méthodes développés dans les dossiers suivants.
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"Fonctions et composants mécaniques"
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5. Amélioration de la tenue en fatigue d’un boulon
Si l’on exclu le processus de fabrication analysé précédemment et qu’on se limite au boulon (RT) à filetage ISO à pas gros (utiliser un pas fin pour les diamètres usuels de construction mécanique n’est jamais une bonne solution), on voit qu’améliorer la tenue en fatigue d’un boulon consiste à réduire la concentration et le gradient de contrainte au premier filet en prise. Cela consiste essentiellement à mieux répartir l’effort entre vis et écrou.
On peut :
-
réduire le jeu (figure 22) ;
-
utiliser un écrou suspendu (figure 23) ;
-
augmenter la hauteur d’écrou en utilisant un matériau plus déformable (par exemple alliage léger) .
Bien que très intéressantes, ces améliorations ont une efficacité réduite (gains de 20 à 30 % sur σ A admissible). Comme on pourra le constater en consultant le dossier [BM 5 562], on améliore considérablement la tenue en fatigue d’un assemblage précontraint en diminuant la variation d’effort supporté par le boulon par l’application de règles de conception adaptées, avec une efficacité bien supérieure à celle obtenue par amélioration de la liaison vis-écrou, qu’il convient, comme l’utilisation des vis (RT), d’utiliser en dernier recours.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - * - AFNOR (Association française de normalisation)
-
(2) - VDI 2230 - Systematische Berechnung Hochbeanspruchter Schraubenverbindungen Zylindrische Einschraubenverbindungen. - VDI/Richtlinien, févr. 2003.
-
(3) - AUBLIN (M.) et al - Systèmes mécaniques : théorie et dimensionnement. - Dunod Paris.
-
(4) - ALEMANY (B.), ALBERT (B.) - Boulons précontraints pour assemblages à haute rigidité. - Dunod Paris.
-
(5) - SAYETTAT (C.), FAURIE (J.P.), PEYRET (M.) - Assemblages boulonnés. Conception et montage - . Cetim (1980).
-
(6) - PILKEY (W.D.) - Peterson’s stress concentration factors. - John Wiley & Sons, inc (New York).
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