Assembleurs

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Assembleurs

• Les Boulons

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Objectif du cours

• Etre capable de choisir le type de boulons et
  dexpliquer son fonctionnement mécanique

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Plan du cours

• Terminologie et caractéristiques
• Transmission defforts le besoin
• Transmission defforts par cisaillement
• Résistance à la traction
• Interaction cisaillement traction
• Mise en œuvre
• Boulons sertis

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Terminologie

• Fig 6.3

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Boulon vis écrou
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Désignation

• Lettre M
• Diamètre d du corps en mm
• Exemple M 24 d 24 mm

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Caractéristique géométriques

• Tab 6.1

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Besoins de connaître

• La limite élastique fyb
• La résistance à la traction fub

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Désignation

• Deux nombres X.Y tels que
• fyb 10.X.Y Mpa
• fub 100.X MPa

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Exemple Boulons 6.8

• X 6 Y 8
• fyb 1068 480 Mpa
• fub 1006 600 MPa

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Caractéristiques mécaniques

• Tab 6.2

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Transmission de A vers B

• Fig 6.4

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Transmission

• Dun moment fléchissant M
• Dun effort tranchant V
• Dun effort normal N

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Cinématique

• M V N
• Fig 6.5 6.6 6.7

15
Poutre poteau

• Fig 6.9

16
Mouvements

• V Glissement
• M Rotation- décollement

17
Rotation poutre poteau

• Fig 6.10

18
Transmission defforts de cisaillement

• Deux principes
• Le frottement
• La butée

19
Transmission dun effort N

• Fig 6.11

20
Pincement des pièces

• Fig 6.12

21
Fp est obtenu par un boulon

• Fig 6.13

22
Cône de Rotscher

• Fig 6.14

23
Paramètres techniques

• Force de précontrainte
• État de surface des pièces en contact
• Forme et dimension des trous
• Nombre de contacts

24
La loi de comportement

• Fig 6.24

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La précontrainte

• Limitation à la partie linéaire
• FpCd 0.7 fub As

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État de surface

• Variation du coefficient de frottement
• De 0.2 à 0.5 soit
• Un facteur de 2.5
• Contrôle industriel
• Quantification limitation

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4 classes

• A grenaillage traitement alu zinc
• B grenaillage peinture
• C brossage métallique
• D non traitée

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Coefficients de frottement m

• Classe A m 0.5
• Classe B m 0.4
• Classe C m 0.3
• Classe A m 0.2

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Formes et dimensions

• Plus la surface de frottement est grande
• Plus lefficacité est grande.

30
Influence du jeu

• Fig 6.15

31
Valeurs des jeux

• Tab p 281

32
Coefficients de sécurité

• Tab p 281

33
Nombre de plans de frottement

• Fig 6.16

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Un boulon peut être

• Deux fois plus efficace
• Si il y deux plans de frottement

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Effort FsRd proportionnel

• À leffort de précontrainte FpCd
• Au coefficient de frottement m
• Au nombres de plans de contact n
• Au coefficient de forme ks

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Résistance au glissement FsRd

• FsRd ksnmFpCd/gMs

37
Exemple

• P 281

38
Transmission par butée

• Résistance au cisaillement du corps de la vis

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Boulon ordinaire

• Fig 6.17

40
Action et réaction

• Pression diamétrale

41
Pression diamétrale

• Fig 6.17 avec pression diam

42
La vérification porte

• Sur la résistance du boulon lui même
• Sur la pression diamétrale

43
Résistance FvRd du boulon

• Critère de Von Misès
• tub fub / V 3 0.6 fub
• Plan de cisaillement
• Corps aire A p d²/4
• Filetage Aire As

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Ductilité boulons

• Classes 4.65.6 et 8.8
• Ductiles
• Classes 4.8 5.8 6.8 et 10.9
• Moins ductiles
• Formules différentes

45
Formulation

• Extrait EC3

46
Modes de ruine pression diamétrale

• Fig 6.18

47
Résistance FbRd proportionnelle

• Au volume dacier de diffusion donc
• A lépaisseur t de la tôle
• À lentraxe ou la pince
• Au diamètre d du boulon
• À la résistance fu de lacier

48
Formulation

• EC 3

49
Exemple

• FvRd 135.52 kN
• FbRd 121.66 kN
• Dou résitance 121.66 kN

50
Résistance à la traction

• Deux cas
• Boulons ordinaires pas de précontrainte
• Boulons précontraints

51
Boulons ordinaires essais

• Fig 6.19

52
Ruine

• Par rupture du boulon à la traction
• Par poinçonnement des plaques

53
Résistance du boulon

• Section résistante As de la partie filetée
• Proportionnelle à fub
• Calibrée par des essais.

54
Résistance FtRd

• FtRd 0.9 As fub/gMb

55
Rappel essai

• Fig 6.19

56
Poinçonnement

• Tête de vis et écrou emporte pièces
• Découpe dun cylindre de
• Diamètre dm
• Dépaisseur tp de la plaque PA

57
Analogie de lemporte-pièce

• Fig 6.20

58
Leffort résistant de découpe est

• Proportionnel à laire cisaillée
• Périmètre du cylindre hauteur
• p.dm.tp
• Proportionnel à la résistance au cisaillement

59
Dou BpRd

• BpRd 0.6 p dmtpfu / gMb

60
Exemple

• Ftrd 264 kN
• BpRd 473.2 kN
• Résistance 264 kN

61
Boulons précontraints

• Tendus à 70 de la ruine
• Fpcd 0.7fubAs
• 30 de réserve ?
• Faux
• comportement global plaque boulon

62
Dispositif expérimental

• Fig 6.21

63
Principe

• En labsence de traction
• Plaque comprimées sur une grande zone
• Boulons tendus petite section
• En tirant
• On décomprime les plaques
• On tend le boulon

64
Mais

• Section boulon ltlt aire comprimée
• Rapport de 1 à 9
• Le boulon est plus souple que les plaques

65
Lois de comportement

• Fig 6.22

66
Compatibilité des déformations

• Même déformation dans les plaques et dans le
  boulon
• Accroissement deffort plus faible dans le boulon

67
Après décollement

• Comportement en boulon ordinaire

68
Comportement

• Fig 6.23 texte

69
Vérification

• Soumis à de la traction
• Un boulon précontraint
• Se vérifie comme
• Un boulon ordinaire

70
Remarque

• Intérêt anticorrosion
• Plaques comprimées
• Pas dagents agressifs

71
Rappel

• Fig 6.21

72
Boulons précontraints

• La différence de rigidité plaque/boulon
• 80 de leffort de traction extérieur FtSd est
  équilibré par les plaques
• On diminue alors la valeur de précontrainte FpCd
  de 0.8FtSd

73
Formulation

• P 289

74
Boulon ordinaire (interaction)

• Vérification sur
• Le boulon lui même
• La pression diamétrale
• Le poinçonnement

75
Boulon Résultats dessais

• P 290

76
Pression diamétrale

• FvSd lt FbRd

77
Le poinçonnement

• FtSd lt BpRd

78
Loi de comportement dun boulon précontraint

• Fig 6.24

79
La précontrainte

• Un Excès
• Aussi préjudiciable
• Quun défaut
• Précision et contrôle

80
Trois principes

• Contrôle du couple de serrage
• Méthode du tour décrou
• Utilisation de rondelles de mesures

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Contrôle du couple C

• C 0.9KdP
• K coeff de frottement vis écrou
• P précontrainte
• Clés dynamométriques
• Étalonnage régulier
• Dispersion sur K

82
Clés à Chocs

• Fig 6.25

83
Tour décrou

• Phase 1 Pré-serrage
• 40 à 75 de P
• Clé dynamométrique
• Phase 2 le serrage
• Angle 60, 90 ou 120
• Essais au moins 10

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Avantages

• Dispersion plus faible que clés dynamométriques
  (3 à 6 fois)
• Longévité des clés à chocs

85
Rondelles de mesures

• Fig 6.266.27

86
Boulons ordinaires

• Clé dynamométrique réglée au mini

87
Boulons sertis

• Fig 6.28

88
État final

• Fig 6.30

89
Le pistolet

• Fig 6.29

90
Cinématique

• Fig 6.31