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:
Le bon plan de Monsieur 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.
Réduire la torsion??
Pourquoi?
- obtenir plus de tension donc un meilleur assemblage à matériau équivalent,
- éliminer une cause de desserrage naturel: la tendance à "revenir" comme une barre de torsion en cas de tassement ou glissement entre les 2 parties.
Comment?
- appliquer une méthode de serrage par allongement,
- réduire le coefficient de frottement dans le filetage (a) avec un revètement de surface ou un lubrifiant adéquat.
- immobiliser en rotation l'extrémité (b) de la vis ou du gougeon pendant le serrage de l'écrou
(a) : le frottement sous tête n'intervient pas sur la torsion du corps de vis, c'est au contraire un frein → bénéfique
(b) : extrémité pourvue dun méplat ou d'une empreinte