Cours Ressorts
Cours Ressorts
Cours Ressorts
GNRALITS
Introduction
Exemples dapplication
Classification des ressorts
caractristiques des matires pour ressorts (voir polycopie
page 1)
MTHODE PRATIQUE
Gnralits ( Dfinition, Classification, Applications)
Le ressort est un composant trs frquemment utilis dans les objets qui nous entourent. il est
utilis dans des objets trs simples (stylo, pince linge, etc.) aussi bien que dans des systmes
Par dfinition, un ressort est un systme lastique destin se dformer sous laction dune force
Ils ont de multiples rles (suspension, stockage dnergie mcanique, application dun effort,
Application:
Les barres de torsion ont la forme dune barre avec, ventuellement, des
sections diffrentes et des cannelures aux extrmits pour lancrage. Elles sont
couramment utilises dans les suspensions dautomobiles. Les matriaux de la
barre travaillent en torsion.
Le Ressort spiral
Les rondelles ressorts sont de forme tronconique. Les matriaux travaillent en flexion.
La flche totale nest pas utilise en sollicitations dynamiques. Ces rondelles ressorts (NF E
Par rapport des ressorts de compression en fil, la rondelle ressort (rondelle BELLEVILLE)
- Permettre de raliser des ressorts de compression en petites sries, jusqu une pice ;
- Petite hauteur ;
- Grande raideur ;
Des normes europennes ont t dfinies pour tous ces matriaux, et des classes imposent
aux fabricants des tolrances sur les dimensions du fil, ainsi que sur sa rsistance.
CARACTRISTIQUES DES MATIRES POUR RESSORTS (suite)
Pour assurer llasticit du ressort, onutilise des mtaux de hautes limites lastiques :
Exemples :
1/ les aciers trfils durs (ressorts hlicodaux classiques)
2/ les aciers tremps lhuile (ressorts de soupape)
3/ les aciers inoxydables (ressorts pour lindustrie alimentaire)
Un ressort doit fonctionner pendant sa dure
de vie sans dformations permanentes ni
cassures. Donc il doit avoir les conditions
mcaniques et gomtriques ncessaires pour
quil fonctionne correctement.
Ressort de traction ou de compression
Non rapproche,
Rapproche,
non meule
meule
Rapproche, non
Rapproche,
meule
Rapproche et
Non rapproche, dirige vers le
meule centre
avec :
De diamtre extrieur du ressort en mm
Di diamtre intrieur du ressort en mm
d diamtre du fil en mm
Avec:
L Longueur du ressort en mm
n nombre de spires actives
N nombre de spires
d diamtre du fil en mm
Augmentation du diamtre extrieur lorsque le ressort est comprim bloc :
avec :
D diamtre moyen du ressort en mm
p pas du ressort en mm
d diamtre du fil en mm
avec :
F charge supporte par le ressort en N
G module dlasticit transversale (module de Coulomb) en N/mm2
f flche en mm
La valeur de t0 correspond au cas dun fil droit avec courbure nglige et permet un calcul approximatif.
Quand la longueur du ressort est suprieure 4D ou 5D, nous devons contrler le risque de
flambage. Pour viter le flambage les ressorts doivent tre maintenus, ou guids aux deux
extrmits, ou guids totalement.
Avec
Fc charge critique de flambage en N
K raideur en N/mm
L0 longueur libre au repos en mm
D diamtre moyenne du ressort en mm
CL coefficient dpendant de L0/D
Condition de rsistance au flambage
La charge supporte par le ressort doit tre infrieure ou au moins gale la
charge critique de flambage
F Fc
Les rgles de choix du rapport L0/D sont :
(1) En gnral pour que le ressort soit stable, les rapports L0/D, sont sous la condition ci-dessous :
(2) Si le rapport L0/D est suprieur aux valeurs dans le tableau, la charge critique,
charge maximum admissible, est calcule par la formule ci-dessous :
Fc = Cu KL0
avec :
Cu coefficient de stabilit
K raideur du ressort en N/mm
Coefficient de stabilit Cu
Cas 1 Le ressort est guid aux deux extrmits
Cas 2 Le ressort est guid lune extrmit et libr lautre extrmit
Cas 3 Le ressort est libre au deux extrmits
(3) Pour que le ressort fonctionne correctement, le rapport L0/D doit suprieur de 0,4.
L0/D 0,4
4/ Rsistance des matriaux en vibration de ressort de compression:
Nous devons viter que la frquence de vibration soit synchrone entre le ressort, la machine
et le support. Donc la frquence propre du ressort doit tre diffrente de celle de la machine.
avec :
d diamtre de fil de ressort
D diamtre moyenne du ressort
fp frquence propre du ressort
fm frquence de la machine ou du support de la machine
n nombre de spires actives
Pour le ressort amorti, la frquence du ressort est contrle par la formule ci-dessous :
avec :
K raideur du ressort en N/mm
F force supporte par le ressort de compression en N
g = 9800 mm/s2
5/ Raideur du ressort de compression
avec :
f course (flche) f = L L0 en mm
L0 longueur libre au repos en mm
L longueur comprime en mm
F force supporte par le ressort de compression en N
K raideur du ressort en N/mm
EXEMPLE DE TABLEAUX RECAPITULATIFS :
c longueur du ct du fil carr en mm b ct perpendiculaire laxe du fil rectangulaire en mm
a ct parallle laxe du fil rectangulaire en mm k2 coefficient en fonction de la section
Ressort de compression :
Exemple 1:
Un ressort de compression en fil rond dacier.
Le module dlastique transversal G =80000 N/mm2. Diamtre du fil d = 2 mm.
Diamtre moyen : D = 20 mm. Nombre de spires actives : n = 10 tours
Dterminer la raideur du ressort?
Exemple 1
Un ressort de traction en acier est fabriqu par machine denroulement classique.
Les fixations constitues par un dispositif adjoint au ressort. Diamtre du fil d = 2 mm.
Dterminer la tension initiale, raideur et prcharge de ressort. Tracer la courbe force en fonction de
la flche de ressort.
Ressort de torsion:
Exemple 1
Exemple 2
Dterminer les rondelles ressorts montes en srie supportant une charge statique.
La flche totale du ressort f doit tre de 10mm lorsque la charge N est de 5000 N.
Le plus grand diamtre est D = 20mm.