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Cisaillement de vis



  1. #1
    sbelveze

    Cisaillement de vis

    Bonjour à tous,

    Je vous expose mon problème:

    J'ai une charge de 412kg qui est fixée sur un mur vertical grâce à 12 vis M10 en inox. Je voudrais connaître la marche à suivre pour vérifier que mes 12 vis me suffisent, lorsque ma charge est soumise à une accélération verticale de 8g, et que mes vis travaillent alors en cisaillement.

    Merci pour votre aide

    -----


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  3. #2
    mc222

    Re : cisaillement de vis

    Tu regarde la Résistance élastique au glissement de ton inox, ensuite, tu addition les section cizaillées.

    Il ne te reste plus qu'a faire : P = F/S

    Tu regarde si P est < à Reg

  4. #3
    sbelveze

    Re : cisaillement de vis

    Ok je te remercie.

    Voila les résultats que j'ai trouvé:

    Re= 450 MPa, pour un inox A70.
    Section de vis cisaillées:
    section d'une vis M10: (pi*8,5²) / 4 = 56,74mm²
    section des 12 vis: 681mm²

    Donc: P = F/S avec
    F= 412 * 8 = 3536 kg soit 35360 N

    P = 35360 / 681
    P = 52 N/mm² = 52 MPa

    Es tu OK avec mon raisonnement?

  5. #4
    mécano41

    Re : cisaillement de vis

    Bonjour,

    Citation Envoyé par mc222 Voir le message
    Tu regarde la Résistance élastique au glissement de ton inox, ensuite, tu additionne les section cisaillées...
    Certainement pas ; car cela voudrait dire que toutes les vis portent sur les trous de la plaque qu'elles tiennent...ce qui n'est jamais le cas en raison d'une précision de positionnement insuffisante ; deux vis portent au départ et si les autre portent, c'est un hasard ou bien que ces deux premières vis se sont suffisamment déformées pour que les autres portent...pas bon ça!

    En règle générale, on ne devrait pas faire travailler les vis au cisaillement. En mécanique générale, on met des goupilles qui reprennent cet effort. On peut prendre éventuellement en compte l'effort de frottement entre-elles (effort total de serrage x µ), des deux pièces reliées par ces vis et le déduire de l'effort de cisaillement. En charpente métallique, on utilise des vis en acier à haute limite élastique et l'on met le nombre de vis nécessaire pour que le serrage total donne un effort de frottement supérieur à l'effort de cisaillement.

    Là, on parle d'un mur...si c'est dans le maçonnerie, il faut en plus vérifier la tenue des fixations dans le mur...en cisaillement et en traction (due au serrage et au basculement si l'on suppose que le CdG de la masse de 412 kg n'est pas dans le plan de cisaillement). Il serait bon de toutes façons de consulter le fabricant des chevilles de fixation (Spit Liebig ou autre) et il faut savoir qu'il y a des règles pour définir les entraxes mini entre chevilles en fonction du matériau qui les reçoit (pour éviter d'éclater un morceau)...mais là, ce n'est plus ma partie.


    Cordialement

  6. #5
    sbelveze

    Re : cisaillement de vis

    Bonjour Mécano41,

    Merci pour tes riches renseignements.

    Il est vrai que je ne l'avait pas précisé dès le début mais ma charge est fixée sur le mur d'un algéco (les cabines de chantiers). De plus l'accélération de 8g n'est prtiquée que dans le sens vertical .C'est pour cela que je ne cherche à calculer que l'effort de cisaillement car il sera le plus important. Je voudrais réaliser une approche par le biais de ce calcul et de ce fait approuver ma solution avec le nombre de 12 vis (comme représenté dans le fichier joint).

    Comment est ce que je peut faire pour dire: ma vis peut accepter tel effort X et avec ma charge et 8g ça me fait tel effort sur ma vis Y. Donc Y<X, ma vis tient.

    Merci
    Images attachées Images attachées

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    mécano41

    Re : Cisaillement de vis

    .
    D'après ton croquis :

    1 - ce n'est pas que du cisaillement

    2 - avec 412 kg et 8g, l'effort en cisaillement seul est de :
    412 . 9,81 . 8 = 32334 N

    3 - pour que le coffret fixé ne glisse pas sous l'effet du serrage, il faudrait, en supposant un coefficient de frottement de 0,15, un effort total de serrage de 32334/0,15=215560 N soit 17964 N par vis.
    Une vis M10 (d'après Facom) en inox de qualités diverses, peut donner un effort de serrage de 7600 à 10700 N, disons 9000 N en choisissant l'inox qui va bien. Il reste donc en cisaillement, sur 2 vis qui portent dans leur logement : (215560 - 12 . 9000)/2 = 53780 N. si ce sont des vis et non des boulons, la section à fond de filet est de 52 mm² ; la contrainte en cisaillement est donc de 53780 / 52 = 1034 Mpa or l'inox de cette catégorie présente une limite élastique Re0002 à 220 MPa... je te laisse conclure.

    ... Et l'on n'a pas encore pris en compte le basculement qui produit un effort tendant à allonger les vis...il faudrait vérifier si cet effort ne dépasse pas l'effort de serrage de la vis.

    Je pense donc que le plus simple serait de prévoir un taquet soudé sur le "mur", sur lequel le coffret viendrait s'appuyer, et calculer ensuite les efforts de traction dans les vis mais là, il faut connaître leurs positions par rapport au taquet et la distant du CdG par rapport au "mur". A noter qu'il faut également que le coffret soit assez solide pour ne pas se faire emboutir pas le taquet...

    Attention, il faut également savoir comment le "mur" est constitué car le taquet soudé sur quelque chose de trop fin arrachera ce quelque chose et les vis, si la tôle du "mur" est trop fine, arrachera son filet (ou la tôle).

    Voilà ce que je peux te dire ; vérifie ce que je t'ai donné et attend d'autres avis...

    Pour les vis, j'ai regardé sur un vieux tableau Facom que j'ai sous la main mais tu peux aller sur leur site, les tableaux de résistance et couples de serrage y sont pour divers matériaux, mais pas toujours faciles à trouver si mes souvenirs sont bons...

    Cordialement

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  10. #7
    onhernow

    Re : Cisaillement de vis

    "1 - ce n'est pas que du cisaillement"
    La vis n'est pas soumise à du cisaillement ??? Pour moi si ...

  11. #8
    mécano41

    Re : Cisaillement de vis

    Citation Envoyé par onhernow Voir le message
    "1 - ce n'est pas que du cisaillement"

    La vis n'est pas soumise à du cisaillement ??? Pour moi si ...
    Bonjour,

    Tu n'as pas bien lu.

    Ce que tu écris (en rouge), ce n'est pas ce que j'ai dit et que tu as reproduit ici (en bleu) ; il y a un "que" dans ma phrase qui signifie qu'il y a du cisaillement et autre chose, en l'occurrence, de l'extension sinon, s'il n'y avait que du cisaillement pur, les vis n'auraient pas besoin de tête (en supposant que l'on ne veuille pas se servir du frottement dû au serrage)...

    Cordialement

  12. #9
    onhernow

    Re : Cisaillement de vis

    Mince mince je suis grave :'( j'avais mal lu... Désolé.

  13. #10
    mécano41

    Re : Cisaillement de vis

    Pas de problème ; ce sont des choses qui arrivent à tout le monde !

    Cordialement

  14. #11
    sbelveze

    Re : Cisaillement de vis

    Bonjour,

    Voila je pensais à quelque chose.
    Si je ne concidère que du cisaillement simple (chose impossible, mais ça peut passer dans mes hypothèses).
    Je ne retient donc que mes 412 *8 = 3296kg (poids soumis au 8g)
    Je sais qu'une vis d'inox admet 70kg/mm²
    Une vis de diam 10 donne une surface de 52mm², donc pour 10vis = 520mm²
    Il me reste donc à prendre (3/2) * (3296 / 520) = 10kg/mm²
    Je ne suis pas du tout sur de mon raisonnement, mais je pensais prendre le problème par cette approche. Ai-je raison?

    Merci

  15. #12
    sbelveze

    Re : Cisaillement de vis

    Je concidère mes vis comme des axes pris en cisaillement simple.
    Quand un corps est soumis à 8g on multiplie son corps par 8 et non par 8*9.81, non?

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  17. #13
    Nicolas83

    Re : Cisaillement de vis

    Bonjour,

    Ayant lu l'ensemble de la conversation, je pense que la démarche à adopter est celle de mecano41.

    Les vis sont sollicitées en traction et en cisaillement. La seule facon de faire travailler des vis au cisaillement sans risquer grand chose est d'appliquer une précontrainte par serrage.

    Démarche :

    1. Calcul des efforts extérieurs de traction (Nvis) et cisaillement (T)sur une vis

    2. Calcul de la précontrainte mini : P_mini = Nvis + T/coeff_frottement

    3. Calcul du couple de serrage mini à appliquer pour atteindre cette précontrainte : C_mini = P_mini *(pas/(2Pi) + 0.583*coeff_frot_filet * d_flanc_filet)

    4. Prise en compte de l'incertitude sur le serrage (ex 10%) Cmax= 1.1*C_min

    5 Calcul de la précontrainte maxi introduite dans la vis P_max = Cmax /(pas/(2Pi) + 0.583*coeff_frot_filet * d_flanc_filet)

    6. Vérification de la tenue mécanique de la vis en calculant la contrainte équivalente dans la vis (traction + torsion). Attention à prendre en compte la raideur de l'assemblage si vraiment tu veux etre précis.

    7. Comparer la valeur a la limite elastique de ta vis. Attention à ne pas oublier un coeff de sécurité.

    Autre méthode :

    Serrage de la vis à 80% de la limite élastique et vérification au non glissement et non decollement.

    Autre méthode :

    Cf.mecano41 : mettre des pions de centrage (pion et locating) et se servir des vis pour reprendre l'arrachement => pas de précontrainte et la pas de pb ca marchera tt seul.

    Cordialement

  18. #14
    mécano41

    Re : Cisaillement de vis

    Quand un corps de masse m (en kg) est soumis à une accélération a (en m/s/s), la force qui tend à le déplacer est m.a (en N)

    quand il s'agit de l'accélération de la pesanteur a = g = 9,81 m/s/s et la force qui tend à le déplacer est alors appelée "poids" (en N)

    Dans ton cas, tu as une masse de 412 kilogrammes qui est accélérée à 8g (donc 8 fois l'accélération de la pesanteur), a = 8 . 9,81 = 78,48 m/s/s

    La force qui l'accélère vers le bas est de 412 . 78,40 = 32334 Newtons

    ...cela si c'est bien 8g d'accélération totale. si c'est 8g sans tenir compte de l'accélération de la pesanteur, il faut alors compter 9g pour une accélération vers le bas et 7g pour une accélération vers le haut

    Pour le reste du calcul, je t'ai dit ce que j'en pensais...attend que quelqu'un te préconise éventuellement une autre méthode...

    S'il n'y a a personne ici pour te répondre, demande à un modérateur de passer ton sujet en Techno. (en faisant un signalement avec le petit drapeau triangulaire) car dans ton cas il s'agit plus d'une question pratique que théorique (on doit tenir compte d'un certain nombre de choses, hypothèses...qui ne ressortissent pas vraiment de la physique)

    Cordialement
    Dernière modification par mécano41 ; 03/08/2009 à 13h37.

  19. #15
    mécano41

    Re : Cisaillement de vis

    Je n'avais pas encore vu le message de Nicolas83 lorsque j'ai envoyé le mien. Quelqu'un d'autre t'as donc répondu et je constate que nous sommes sur la même ligne...

    Cordialement

  20. #16
    TigrOu34

    Re : Cisaillement de vis

    bonjour à tous,

    pour fixer ta charge, tu vas sur le site de spit, tu regarde les fiches techniques des chevilles qui t'explique les règles à suivre pour dimensionner tous ça.
    ensuite les pièges à éviter:

    ta charge vertical crée un moment qui se transforme en force de traction sur la cheville d'où l'arrachement.
    par exemple: tu fixes une étagère et tu t'y pends dessus, regarde comment ça casse.

    donc en calcul:

    soit F ta charge, l1 la distance de la charge suivant X par rapport à ton mur, et l2 la distance sur Z entre ta cheville et l1.

    m le moment sur le mur en L1
    m=F*l1
    du coup

    F2 en traction dans ta cheville

    F2=m*l2

    pour tes histoire de 8g, je comprend pas bien, sauf si tu construit une fusée, mais l'algeco va se désintégrer à 8g ^^

  21. #17
    philou21

    Re : Cisaillement de vis

    Citation Envoyé par TigrOu34 Voir le message
    ...pour tes histoire de 8g, je comprend pas bien, sauf si tu construit une fusée, mais l'algeco va se désintégrer à 8g ^^
    Vont pas agrandir l'ISS avec des algecos ?
    Si ?...

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