Couple de serrage et rupture vis

Je ne pense pas que le problème vienne de là. Mais effectivement un des gros problème du serrage dynamométrique (comme le disait TRD dans son premier poste) est qu'il est très imprécis car fortement impacté par, entre autres, le frottement présent entre la vis et les autres pièces. D'ailleurs, la bonne pratique voudrait que l'on précise l'état de lubrification, le revêtement de la vis, etc. en même temps que la valeur du couple préconisée.

En lubrifiant le filetage on diminue les frottement. Le couple reste identique, il est fixé par la valeur de déclenchement de la clé dynamométrique. Mais pour un même couple de serrage, la diminution des frottements fait que l'ont a une tension dans la vis plus importante et donc un effort de serrage plus grand.

Exactement

Pour moi il y a un autre problème,

La lubrification n'augmente pas le couple de serrage, mais la tension dans la vis.

Faisons l'hypothèse que le couple de frottement devienne nul. Une des consequences pourrait etre que la tension dans la vis soit superieure à la limite à la rupture du matériau et que la vis se rompe.

D'accord. C'est bien l'hypothèse actuelle poussée à l'extrême ?

Mais avant d'atteindre la limite à la rupture, la vis doit d'abord atteindre la limite élastique. Et là, ça ne colle plus puisqu'on dit que la rupture n'est pas de type ductile (pas d'allongement plastique.)

On parlerait de visserie à tres haute resistance en alliage de cobalt, je croirais volontiers que l'allongement avant rupture serait indecelable. J'ai rencontré plusieurs fois le cas lors d'expertises. Ce problème m'a empoisonné la vie quelques mois.

Mais ici, sauf preuve du contraire on est sur un acier. J'imagine mal un accessoiriste utiliser des vis de moteur d'avion ou de Formule un... Si le traitement a été réalisé correctement, l'acier devrait s'allonger avant rupture. Et l'operateur devrait sentir la perte de resistance due à la striction avant rupture.

Or, ça n'a pas été rapporté. Il n'est pas non plus fait mention de classe de resistance inscrite sur la vis.

Ce n'est qu'une hypothèse, mais on a peut-être affaire à un acier non allié brut de trempe martensitique, c'est-à-dire non revenu pour garantir une dureté minimale au detriment de l'allongement avant rupture.  Peut-être meme trempé à l'eau et non revenu, donc bourré de contraontes résiduelles.

Quelqu'un aurait une autre hypothèse à proposer ?

En ce qui concerne la chinoiseté des vis, je sais pour en avoir parlé avec un équipementier français de rang un de l'industrie automobile qu'une partie importante de leurs ventes est produite en Chine. Donc j'imagine sans difficulté qu'un accessoirisre allemand qui travaille en B to C puisse s'approvisionner en Asie (en nazi ?   ) et ne procéder à aucun contrôle reception poussé.

Et je me souviens aussi que mon fournisseur m'avait dit que certaines usines chinoises, mais pas les siennes, (pas si bête que ça le gars... ) roulaient les vis avant de les traiter pour liliter l'usure des matrices. De là à penser qu'ils pourraient ensuite tremper comme des cochons, il n'y a qu'un pas. Peut-on raisonnablement le franchir ?  Toujours est il que si la vis a déjà de fortes contraintes radiales ou tangentielles, elles vont s'ajouter aux contraintes de traction et Von Mises va en prendre un gros coup dans le museau.

Je n'ai rien contre les chinois. Quand on sait ce qu'on veut, ils savent faire du bon travail. Mais quand ce qu'on veut c'est un prix à ras de la moquette, ils font tout pour l'obtenir.

Bonjour,
En ce qui me concerne je pense qu'il faudrait examiner la méthode de filetage des vis. Cette méthode entraîne t'elle une concentration de contraintes importante au niveau du filetage.Bon je dis cela mais en étant persuadé que cela relève de la recherche, et d'un long travail et qu'il est impossible de statuer comme cela d'une seule pensée. (d'abord en mécanique des milieux continus les contraintes n'existent pas c'est le tenseur des contraintes qui existe). Ce qui me fait penser à cela est que la rupture s'est produite juste à l'intersection entre le filetage et le non filetage. Je me souviens avoir examiné une rupture d'un cylindre Indien pour le nucléaire, qui avait subi un traitement thermique (je ne me souviens plus s'il s'agissait de nitruration ou cémentation ou autre...) et ce traitement s'arrêtait à un endroit.....la rupture était juste arrivée à cet endroit.
En ce qui concerne la phase élastoplastique je n'ai aucune inquiétude car il y a de nombreux appareils qui ont subi cette phase et tout se passe très bien. Les réservoirs sous pression par exemple, lors des essais toute la carre est complètement élastoplastique et ils poursuivent leur vie normale avec des déformations permanentes (que l'on ne voit pas car elles sont petites mais elles existent c'est certain)
Attention à la mécanique de la rupture il faut se méfier des solutions et surtout des Rt qui sont bien pratiques mais selon moi peu fiables. Je me souviens avoir examiné un vilebrequin de moteur diesel de 20 tonnes. Il était cassé et comme je ne voulais pas donner seul une solution j'ai porté l'affaire devant l'école des mines de St Etienne et un labo Allemand aussi réputé. Au bout de 3 mois on a fait une réunion et il y avait deux hypothèses quant à l'initiation de la rupture. Les deux solutions étaient possibles et personne n'a voulu dire qu'il n'avait pas raison. Moi dès le début j'avais l'idée qui correspondait à une solution mais j'ai donné à la direction les deux solutions en leur disant je suis désolé on ne peut se mettre d'accord sur l'initiation de la fissure alors sur le reste ......!!!!
A bientôt
Calculate

Bonjour Calculate.

Temoignage interessant, mais dont le poids serait probablement renforcé avec une petite presentation personnelle. On sent qu'on a affaire à quelqu'un qui doute, donc un esprit scientifique et c'est à mon avis la meilleure démarche à avoir.

Ce que je retiens de ce temoignage et que tout le monde peut comprendre :

1) Nous sommes au moins deux à penser que la rupture pourrait etre imputable à des contraintes residuelles liees à la fabrication.
2) un élément nouveau auquel je n'ai pas pensé, mais avec lequel, je suis d'accord : la zone de rupture pourrait-il etre determinée, au moins en partie par un fort gradient de champ de contraintes residuelles. Je vais detailler pour ceux qui ne sont pas familiers avec cette terminologie.

Quand la matiere subit une contrainte uniformement répartie, elle se deforme : traction, la matiere s'allonge, compression, la matiere se comprime.

Quand la contrainte n'est pas repartie de maniere homogene, il y a des zones qui ont tendance à s'allonger plus que d'autres.

S'il existe une zone où la deformation est plastique, donc permanente) et une zone où la deformation est seulement elastique, une fois la contrainte imposée éliminée, il reste la zone allongée de maniere permanente et la zone qui ne l'est pas. Mais la cohesion existe toujours entre ces deux zones. Donc la zone allongée de maniere permanente tire sur la zone qui ne l'est pas et la zone qui ne l'est pas a tendance à comprimer la zone allongée.

Ces contraintes qu'on appelle residuelles perdurent dans le temps tant qu'un nouvel element ne vient perturber cet equilibre.

Quand la piece est au repos, la somme des contraintes de traction est egale a la somme des contraintes de compression. Si se n'etait pas le cas, la piece se deformerait instantanément pour obtenir cet equilibre.

Mais, même si la somme est nulle, il peut persister des zones tres comprimees et d'autres tres tendues.


Or, le cisaillement, c'est-à-dire le processus qui separe la matiere en deux prend souvent naissance dans les frontieres entre le tendu et le comprimé. Regardez ce qui se passe quand on dechire une feuille de papier. Une main comprime le papier quand l'autre le tend. Dans ce cas, il est facile de dechirer la feuille. Si au contraire les deux mains tirent, il faut beaucoup plus de force pour dechirer le papier.

Revenons à notre vis et a l'hypothèse que je soutiens au regard de nos connaissances actuelles.

1) le filetage aurait ete obtenu par roulage (cas de l'immense majorité des vis.) ça peut se verifier avec un simple examen à la loupe
2) le roulage comprime les filets et par consequent laisse une zone tendue au voisinage des filets.

3) Soit le traitement thermique a ete effectue avant et la vis reste dans son etat apres roulage  soit il est réalisé apres.

Si on realise le traitement thermique apres, l'austenitisation de l'acier va forcement d'abord l'amener à temperature de forgeage et cela va eliminer les contraintes resuduelles dues au roulage.

Mais la trempe qui va suivre va recreer d'autres contraintes. En effet, la vitesse de refroidissement dans le filetage est beaucoup plus rapide que dans le corps de vis. Le filet se comporte comme des ailettes de refroidissement. On se retrouve donc avec beaucoup plus de martensite dans la zone filetee et surtout dans le filet que dans le corps de vis. On apprend d'ailleurs à l'ecole qu'il ne faut pas tremper les filetages.

Or, la martensite occupe plus de volume que les autres constituants. Elle se retrouve donc comprimee par les autres constitiants auxquels elle fait subir une traction residuelle.

Suit le revenu. Il va adoucir la structure et minimiser considerablement les contraintes residuelles. A condition qu'il soit bien realisé.

Supposons qu'on ne fasse pas de revenu. On aurait beaucouo de martensite non revenue. Donc une structure tres fragile. Mais, une mesure de dureté donnerait une valeur de dureté importante  et par conversion, on en concluerait que la limite à la rupture associée serait élevée, ce qui n'est manifestement pas le cas.

Si un revenu est realisé, on obtiendra une structure d'autant plus adoucie que la temperature de revenu sera elevee. Et plus la structure sera adoucie, moins il y aura de contraintes residuelles, mais plus la dureté chutera.

Et là, on est au point où je voulais en venir : la dureté n'est pas à elle seule un gage de qualité

Autre point : si le refroidissement est beaucoup trop brutal dans le filet, on risque d'obtenir des tapures de trempe. Ce sont des fissures dont les dimensions peuvent etre tres importantes. Là, le diagnostic est assez aisé. Un examen à ka loupe binoculaire revele de nombreux defauts.