Résistance mécanique d'un filetage en utilisant le coefficient de concentration de contrainte

[JohnnyPiston]

bonjour,

Je cherche à comprendre le résultat d'une calcul que j'ai réalisé, qui ne semble pas corrélé avec la réalité. On étudie la résistance d'un filetage d'une vis, au niveau de sa réduction de diamètre.

Visserie classe 10.9: Rp0.2=900 Rm=1000 source: https://www.visserie-boulonnerie-spe...0-9-12-9-14-9/

Effort possible sur vis M24: 244 kN source: https://www.facom.fr/partage/dynamom...e_controle.pdf

Contrainte normal dans vis: 244 000 / (PI*12²)=539.8 MPa

le coefficient de contrainte que l'on doit prendre pour la visserie métrique semble être 2.5 source: https://conceptek.net/fr/techniques-...n-cisaillement

Néamoins, en appliquant ce coefficient on trouve 452x2.5=1349.6 MPa, donc un valeur supérieur à Rm !

y'a t il un erreur dans mes calculs ? La déformation de la vis lors du serrage crée-t-elle une répartition des contrainte de tel sorte que cette valeur n'ai jamais vraiment atteinte ?

Je vous remercie par avance pour vos réponses

Xavier
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[sh42]

Bonsoir,

y'a t il un erreur dans mes calculs ?

Oui, car pour la résistance on ne prend jamais le diamètre extérieur.
On prend soit la surface de noyau, à partir du diamètre à fond de filet, soit le diamètre moyen de la surface de portage entre la vis et l'écrou.

[JohnnyPiston]

Petite erreur de ma part lors de l'application le calcul devrait être 539x2.5. ce qui donne un valeur encore plus importante

[JohnnyPiston]

Si je prend le diamètre intérieur, avec une section plus faible, la contrainte sera encore plus importante..

Sauf erreur de ma part, un coefficient de concentration de contrainte s'applique sur la contrainte normal de la plus grande section impliquée

[A voir en vidéo sur Futura]

[Naalphi]

Bonjour

La section résistante est bien celle du noyau (Ø d3 = ØM -1.2269 *p = 20.3192) , avec pour aire = 324.27mm².
Admettons les 244kN => Sigma = 750 MPa

Oui, la géométrie induit bien un effet de concentration de contrainte, de combien, je ne sais pas bien, mais qui reste en principe inférieur à 3 , correspondant à la répartition de l'effort sur la longueur du filetage :

.

Donc, non, ce coef n'est pas à prendre en compte en statique

[JohnnyPiston]

Bonjour,

Merci pour vos réponses.

J'aimerais tout de même comprendre ce qui se passe au niveau du fond de filet. Si le calcul avec le coefficient de concentration de contrainte est juste, il permet de connaitre la contrainte maximum à l'extrême diamètre extérieur, du fond de filet. Je comprends que les valeurs que je trouve indiquent qu'il y'aurais un déchirement dès le premier serrage, puisque Rm est dépassé. Est-ce exacte ? pourrait-il s'agir d'un amorçage de fissure ?
Ci dessous une image des contraintes qui m'intéressent:



Dans le cas d'une analyse en fatigue sur une vis, il faut prendre en compte ce coefficient pour déterminer l'amplitude et la contrainte moyenne ?

[Henrix]

Bonjour,
Par expérience, quand une vis casse, ce n'est jamais par arrachement des filets.
Si ça peut aider...

[Naalphi]

Si l'on veut prendre en compte ce coefficient (en vue d'un calcul de fatigue) , contrainte max dans le premier filet de vis serait de
750 [MPa] * 34% * 2.5 [kt] = 640 MPa !!

[JohnnyPiston]

Ha oui, c'est exact. Je n'avais pas pensé à ça. Et ça explique également la géométrie bien spécifique des vis à filetage partiel, la ou la zone sans filetage rejoint la zone avec filetage. Pour réduire au maximum a concentration de contrainte.

C'est plus clair pour moi, merci pour vos réponses !