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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
La barre de torsion est le plus simple des ressorts dont la matière travaille à la torsion. On la réalise généralement sous la forme d’une barre cylindrique pleine ou creuse ; mais il existe aussi des barres de torsion à section non circulaire et, en particulier, des barres rectangulaires généralement réunies en faisceau pour former des barres feuilletées.
Le stabilisateur est un ressort qui participe à la suspension des véhicules comme les ressorts porteurs.
Deux causes principales perturbent le déplacement des véhicules portés par des ressorts ; ce sont :
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d’une part, les irrégularités de la voie qu’ils parcourent ;
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d’autre part, les forces centrifuges dues aux virages.
Ces deux types de perturbations modifient la répartition des charges entre les deux roues d’un même essieu et provoquent des oscillations latérales du véhicule autour de son axe longitudinal. Ces oscillations sont amoindries quand la suspension comporte des ressorts à flexibilité variable ou à double flexibilité et, sur les poids lourds, par l’utilisation de ressorts compensateurs.
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1. Barres de torsion
1.1 Barre de section circulaire
Pour tenir compte des concentrations de contraintes dues à la transmission des efforts, la barre de torsion de section circulaire comporte à chaque extrémité un renforcement appelé tête qui a un profil cannelé ou polygonal (en général, hexagonal).
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Ce sont celles qui ont l’encombrement minimal ; mais le diamètre à fond de gorge doit, tout de même, être au moins égal à 1,15 fois le diamètre d de la barre.
Le rayon à fond de gorge doit être aussi grand que possible. L’angle de pression de 45 o est généralement choisi de façon à permettre le shot peening. La longueur de tête est comprise entre 0,5 et 1,5 fois le diamètre d de la barre.
On admet qu’après rodage les cannelures portent dans leur logement sur le quart de leur surface. La pression maximale atteinte doit alors rester inférieure à 140 % de la limite élastique du métal. Une pression supérieure produirait un fretting qui serait une amorce de rupture de la barre. Le grenaillage diminue les surfaces réelles de contact, mais peut cependant être admis à condition que les déformations géométriques de la barre ne soient pas excessives. Les aspérités produites par le grenaillage s’effacent alors au premier fonctionnement sans dommage pour la durée de vie de la barre.
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Elles ont l’avantage de pouvoir recevoir sans inconvénient un shot peening aussi intense que l’on veut. Leur durée de vie s’en trouve améliorée. Leur épaisseur sur plat est égale à environ 1,3 fois le diamètre de barre et, en tous cas, supérieure à 1,2 fois ce diamètre.
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