Modes de Déformation
Une vis, un gougeon ou un boulon soumis à une opération de serrage se déforme selon plusieurs modes :
- allongement dans le sens longitudinal (selon l'axe),
- torsion autour de l'axe sous l'effet du serrage,
- et... , moins évident, les imperfections géométriques entraînent de la flexion.
Un segment élémentaire isolé du corps de la vis est soumis à une contrainte de traction σ (effet de l'allongement) et à une contrainte de cisaillement τ (effet de la torsion).
Voir l'animation
Contrainte équivalente- Critère de résistance mécanique
La contrainte de cisaillement et la contrainte normale (traction + flexion) sont composées en une valeur unique qui peut être comparée à la limite élastique du matériau (mesurée par un simple test de traction) : c'est l'application d'un critère de résistance, ici le critère de Von Mises:
Représentation dans le plan de Mohr
L'état de contrainte dans une zone élémentaire peut se reporter dans un plan traction/cisaillement (σ/τ) dit plan de Mohr sur lequel est représenté la limite élastique du matériau.
Au delà de la courbe frontière : déformation permanente puis rupture.
Seules les contraintes de traction contribuent à la fonction liaison.
On cherchera à minimiser la contrainte de cisaillement pour exploiter au mieux le potentiel de résistance du matériau.
D'où l'intérêt :
- des méthodes de serrage par allongement,
- d'avoir un faible coefficient de frottement dans le filetage avec les autres méthodes de serrage.