Calcul arrachement de filet - effort en traction

[Chipotte88]

Bonjour tout le monde.
Je ne savais pas trop où faire ma demande, je pose ça là en espérant que ça ne pose pas de problème.

Quelqu'un aurait-il la méthode pour calculer l'effort en traction maximal qui peut être exercé sur une vis avant arrachement du filet ?
Je me suis servi de ce lien mais je suis totalement dans les choux, je dois passer à coté de quelque chose : Lien

Données :

Vis : M3*0.5 classe 8.8
Vissée dans aluminium 7075
Profondeur de prise : 10mm
Effort en traction uniquement

En vous remerciant

 

[Chipotte88]

La vis est en acier je pense?

affirmatif, classe 8.8

 

[Bbr]

Bonjour,

La longueur en prise que tu indiques est d'environ 3,3 d, le problème c'est qu'au delà de 2d il n'y a presque plus de charge sur le filet (la répartition de charge n'est pas linéaire le long du filetage).
Si tu veux augmenter la charge admissible le plus simple est d'utiliser un hélicoil (surtout dans de l'alu).

Cordialement,
Bertrand

 

[Chipotte88]

Merci Bertrand.

Alors considérons que la longueur en prise est 2d.
L'emploi d'hélicoïl n'est pas possible dans ce cas.

 

[Alex31]

Comme tu as une grande longueur de filet en prise, tu peux te contenter de calculer uniquement la partie Vis

les spécialistes te diront que sur une grande longueur de prise, la charge n'est pas uniformément répartie sur les filets (plus importante vers la tête de vis, proche de zéro vers le bout de la vis et qu'un calcul (=PRECIS) est impossible BlaBla éléments finis blabla, équation d'ordre machin....

en bureau d'étude, on pars des cas suivant
matériaux dur (acier doux et +)=> longueur en prise supérieure à 0.8x D de la vis (on prend le diam nominal extérieur don M3 => diam 3 )mm)
matériaux tendre Alu.... => longueur en prise supérieure à 1.5x D de la vis

et donc on utilise les rupture (ou charge d'épreuve de la vis) => la vis cassera avant d'arracher les filets
on parle d'un montage neuf, pas d'une vis qui à été démonté/remonté 20x

par exemple les donnés du catalogue Emile Maurin

https://fixation.emile-maurin.fr/custom/docs/modele/fix_chap5_fb/chapitre-5-caracteristique-mecanique-pdf-4-ko-fix_chap-lmod5.pdf

 

[Alex31]

mais je suis totalement dans les choux, je dois passer à coté de quelque chose :

si tu veux plus d'explication, poste le détail de ton calcul SVP

 

[serge 91]

Ah,
si les filets cassaient avant les vis, ce serait bien
ça éviterait bien des soucis pour sortir les vis cassées dans le taraudage

 

[Beber70]

Oui mais là on parle d'une vis en acier et qui est donné pour 215 daN donc si on ne tiens pas compte de tous les filets alu ça ne fait pas le compte...
Edit: pour un état T6 on donne l'alu 7075 à 305 MPa au cisaillement donc sur 2 filets c'est juste et on arrive si je ne me suis pas gourré à une résistance légèrement supérieure au 215 daN.. sans coef de sécurité...

 

[yvon29]

Bonjour

Question résistance du filet et pour une approche simplificatrice et sécurité :

considérer que tout l'effort axial passe dans un filet et demi....

Edit :
Images du calcul des contraintes dans un filetage:

On y voit nettement qu'une très grande partie de la charge passe par le premier filet....

Et ici visu des déformations :

 

[valoris]

Boujour,

selon mes données Alu 7075
Rr= 538 Mpa = 54,876 Kg/mm2
Résistance au cisaillement = 305 Mpa = 31,1 Kg/mm2
Mudule d'élasticité = 72 000
Pour le calcule prenons l'élément le plus faible, l'alu
Ø moyen ecrou/vis = 3-(0,65p) = 3-( 0,65x0,5)= 2,675 mm
Section résistante de l'écrou:
((2,675x3,14)/4)x10 = 56,2 mm2
Résistance maxi à l'arrachement
56,2x31,1 = 1748 Kg
Soit un couple de 1,75 m/Kg

Bien évidemment c'est un calcul grossier qui ne tient pas compte des frottements.
Bien cordialement.
Valoris.

 

[Beber70]

Section résistante de l'écrou:
((2,675x3,14)/4)x10 = 56,2 mm2

Donc cette section calculée correspond à quoi physiquement sur le filetage , et ta division par 4 ?
Tu considères également que les 10 filets travaillent en même temps?
Merci pour tes explications

 

[valoris]

Formule de la circonférence du cercle (Pi.D2)/4
10 profondeur en prise dans l'alu = section résistante

 

[Beber70]

Formule de la circonférence du cercle (Pi.D2)/4

Pour moi ce n'est pas la circonférence...

 

[valoris]

tout à fait j'ai dit une bêtise il s'agit de la section du noyau
J'ai pas fait attention la formule est :
N = pi.D.H.Rsec
N =force en Kg ou DaN
Pi=3.14
D =diametre
H = Hauteur en prise
R = résistance au sectionnement
Donc la force de d'arrachement devient:

2,675xPix10x31,1 = 2613Kg
Soit un couple d'environ 2,6 M/kg

mile excuse pour cette confusion.

Cordialement.
Valoris

 

[Beber70]

Merci ,je suis étonné que l'on prenne la hauteur totale de 10 mm puisque le filet ne travail pas sur les parties creuses.
Et tous les filets ne travaillent pas en même temps...
2t600 pour arracher ce petit filetage ça me paraît beaucoup.

 

[Rom']

C'est le calcul théorique de ce qu'il faut pour arracher le filet ok peut être, mais a 2t6 la vis en M3 8.8 aura dis merde depuis très très longtemps...

 

[gerard crochon]

salut dans le meme genre de calcul je me pose la question , j'ai une presse hydraulique 10t d'origine la structure est faite avec 4 barres de diametre 26mm diminué a 24mm pour le guidage et le filetage sur diametre 24 avec un pas plus fin que le M24, les écrous sont d'une hauteur courante pas plus haut que le standard si la répartition des efforts max a 10t est sur les 4 barres de 26mm et disons 22mm au fond des filets j'ai 2t5 par barre.. si je change le vérin et passe a 20t soit 5 t par barres qui va céder en premier , le filetage ou la tige ? et a votre avis combien supporte une colonne ?
je joins une photo pour mieux voir le systeme , cette presse facom n'est plus au catalogue depuis au moins 10 ans .. ( a mon avis trop cher a fabriquer c'est du solide le cadre est en fer plat de 80mmx30...mm percé a 24mm en haut et fileté en bas a 24mm sur 40mm de haut )je l'ai modifié en plieuse ....reste a poser un mano et trouver quelques V et poinçons .. mais premiers test ça plis du 5mm sur 50mm de large sans forcer j'ai pas encore de poiçons pour essayer sur 370mm de large et 2mm voir plus .. si quelqu'un a des connaissances sur les résistances je serais preneur , je pense que ça tiendrai a 20t mais j'attend pour tester .. merci

 

[Alex31]

si je change le vérin et passe a 20t soit 5 t par barres qui va céder en premier , le filetage ou la tige ? et a votre avis combien supporte une colonne ?

comme dis précédemment, SI matériaux dur, + hauteur d'écrous supérieure à 0.8 Diam => c'est la tige qui casse avant les filets

pour la résistance, sans calcul tu peux suivre le lien que j'ai mis au post #5 et tu auras une idée de la réponse
le PB c'est qu'on ne va pas connaitre la classe de résistance des tiges (ça m'étonnerai que ce soit gravé dessus)
partons sur du classe 8.8 soit 80Kg/mm2 en charge de rupture (oui j'ai volontairement utilisé l'ancienne unité, car c'est plus clair)

on prend la surface des tiges de 22mm au fond des filets 380mm² x 80Kg/mm2 = 30.15 T => ça correspond à ce qu'on trouve dans le tableau

 

[gerard crochon]

merci , vous trouvez dans les 30T par tige soit 120 pour les 4 tiges , avec le vérin de 10T il y a de la marge ( plus de 10 ) bon; je pense qu'avec un vérin de 20T coté tige j'ai pas trop de risque .. les boulons sont pas très haut et je ne pourrai pas en mettre de plus haut , pour moi ça reste a mon avis le point le plus faible .. merci pour vos conseils

 

[Alex31]

il te faut 17T par mètre pour plier une tole de 2mm en Vé de 16mm
donc pour 370mm => il faut 6.3T

voir les abaques de pliage

Abaque de pliage – www.AlexandreWack.fr

 

[gerard crochon]

merci , pour tes réponses documentées , je vais rester avec le vérin d'origine a 10t , ça suffira probablement au peu de pliages que j'aurai a faire . je l'ai surtout faites pour le plaisir de chercher une solution pour modifier la presse en plieuse , et le résultat ça me semble correct pour 370mm de passage ,faire une plieuse en 1m de large c'est plus pareil, il faut probablement 2 vérins et les faire descendre exactement synchrone est surement bien plus compliqué. sans compter le poids des matériaux , déja la traverse en 400mm pèse près de 20kg et j'ai eu du mal a la manipuler pour usiner et la monter .. sans compter les outillages ...j'ai 76 ans et plus la santé ,j'ai encore la tete , les idées mais le corps ne suis plus .. faut etre réaliste pour les projets et faire du petit ... bonne journée et surtout bonne santé ...
ps , je suis apprenti sur le site , j'ai commencé en 1963 cher dassault comme ajusteur , sur le site je serai peut etre compagnon a titre postume LOL ..

 

[Rom']

Quand on ne connait pas la classe de résistance de la visserie, une "bonne pratique" est plutôt de considérer que c'est du 4.6 ....

 

[yvon29]

Bonjour
J'ai édité mon message #9
En introduisant ceci:

 

[gerard crochon]

ok pour le 4,6 , mais la je pense que c'est mieux c'est du facom presse d'atelier ancien plus de 10 ans avec ecrou a pas fin quand on serre le boulon on sent qu'il y a peu de jeu dans le filetage ( c'est pas du M24 standard ecrou zingué ) les tiges sont de diametre 26 en acier étiré ? usiné aux extrémitées a 24 et filetées avec un pas plus fin que le M24 ... je pense a la qualité 8,8... avec vérin de 10t il y a une sécurité de 10 environ, poids 50 kg la bague filetée pas de 2mm qui tient le vérin en dessous et supporte la poussée est en acier trempé ..
quand on vois les presses chinoise de 10t a petit prix je me dis que celle que j'ai est bien faites les cadres sont en acier de 80mmx30mm pas en fer plat de 5mm d'épaisseur ou moins ..
perso j'ai tendance a faire trop solide souvent plus lourd que nécessaire , maintenant on conçoit léger et on renforce ce qui casse ; de toute façon c'est plus fait pour durer socitété de consomation , je le vois au frigo ( j'en ai un qui a plus de 25ans ) frigo , machine a laver garantie 2 ans et mort a 2 ans et demi
bonne journée et merci

 

[Rom']

C'est pas une tare d'utiliser un acier avec un bas Rm, c'est pas parceque c'est du facom qu'ils ne peuvent pas utiliser du e24 étiré pour faire les tirants...

 

[gerard crochon]

je ne sais pas en quel acier ils sont fait au son ça me semble pas etre de l'acier doux et au petits coups ça ne marque pas , ça semble dur et bien calibré a 25 ou 26 , d'apres les réponses et calculs il y a de la marge pour une presse donné a 10t ..
j'avais dans l'idée dans faire une en 1m de large a 2 vérins mais ce sera au dessus de mes forces physiques , je vais remettre en service mon affuteuse CG , je pourai réafuter mes fraises ou faire un peu de rectif pour m'occuper

 

[Bbr]

J'ai pas fait attention la formule est :
N = pi.D.H.Rsec
N =force en Kg ou DaN
Pi=3.14
D =diametre
H = Hauteur en prise
R = résistance au sectionnement
Donc la force de d'arrachement devient:

2,675xPix10x31,1 = 2613Kg
Soit un couple d'environ 2,6 M/kg

En fait la section cisaillée ne fait que la moitié puisque au niveau du diamètre sur flanc (c'est le diamètre que tu as utilisé dans ton calcul d-0,65p) il y a autant de vide que de matière dans un filetage iso.
D'autre part comme dit précédemment la charge n'est pas uniforme sur les filets en prises, le début du taraudage est beaucoup plus chargé et si le "premier filet" s'arrache la charge se retrouve sur le suivant qui va aussi s'arracher, etc. et finalement il n'y a plus rien en prise.
Bref pas la peine de faire un calcul avec la longueur totale en prise.

Autre petit détail qui a son importance : la section du noyau d'une vis M3 est de 4,47 mm2 donc la vis classe 8.8 casse à 80 x 4.47 = 357.6 daN (soit 364 kg) ça correspond à un pouième près à ce qui est donné dans le tableau de @Alex31 .

De toute façon il vaut mieux faire une vérification en utilisant la résistance élastique en se limitant à 80% maxi de Re (et encore ça dépend du type de charge et des conditions d'utilisation).

@Chipotte88
Si vraiment tu veux savoir jusqu'où tu peux charger ta vis M3 Cl 8.8 implantée de 10 dans un bout de 7075 tu tires sur la vis jusqu'à rupture en mesurant l'effort de traction (un peson de capacité 1T devrait largement suffire).

 

[Chipotte88]

Bonjour à vous, eh bien il y a eu du mouvement ici !
J'ai bien fait de poser cette question, j'ai appris plein de choses intéressantes, je vous en remercie !

tout à fait j'ai dit une bêtise il s'agit de la section du noyau
J'ai pas fait attention la formule est :
N = pi.D.H.Rsec
N =force en Kg ou DaN
Pi=3.14
D =diametre
H = Hauteur en prise
R = résistance au sectionnement
Donc la force de d'arrachement devient:

2,675xPix10x31,1 = 2613Kg
Soit un couple d'environ 2,6 M/kg

mile excuse pour cette confusion.

Cordialement.
Valoris

Merci @valoris pour ce calcul détaillé. J'ai retenté avec les infos du lien que j'ai donné dans le premier post et je commettais une erreur de conversion des unités. (j'ai juste refait le calcul pour ma culture perso, surtout pas pour contredire ton résultat, tu es certainement mieux calé que moi dans ce domaine !) Je suis à 1820 kg avec les données du lien (sans le coeff de sécurité) et bien 2564 kg avec une résistance au cisaillement de 305 MPa. Ça me rassure
Surprenant tout de même l'effort que peut encaisser un si petit filet !

Bien sûr merci également à vous tous qui avez participé !

La moindre des choses est tout de même que je vous dise pourquoi j'avais besoin de savoir ça.

Très grossièrement, (c'est pour des collègues au boulot qui bossent sur un proto) on a un bac de refroidissement en alu 500*265*80, avec de l'eau qui passe dedans poussée par un refroidisseur. Le couvercle de fermeture qui fait également l'étanchéité est tout simplement une tôle d'alu épaisseur 3mm. Sur cette tôle sont fixés des composants eléctroniques qui ont besoin d'être refroidis.
Ils ont changé le refroidisseur, et l'actuel génère une pression de 1.6 bars. La tôle se bombe alors de presque 5mm en son milieu, et n'assure plus l'étanchéité du fait de la déformation.
La conception du boîtier fait en sorte qu'il n'y a pas beaucoup de possibilités qui s'offrent à nous pour résoudre ce problème.

Une des solutions possibles est de percer cette tôle et venir la maintenir avec des renforts et vis M3 à divers endroits qui se visseraient dans des éléments internes du bloc. Cependant, il n'y a pas beaucoup d'emplacements possibles pour les vis, d'où ma question, et ça devrait donc faire l'affaire !

 

[gerard crochon]

saalut et si vous mettiez une tole alu plus épaisse , si vous passez a 5mm au lieu de 3mm je ne pense pas que vous auriez beaucoup de déformation ..

 

[Bbr]

Bonjour,

Ils ont changé le refroidisseur, et l'actuel génère une pression de 1.6 bars. La tôle se bombe alors de presque 5mm en son milieu, et n'assure plus l'étanchéité du fait de la déformation.

Voir la théorie sur les fonds plats => contrainte infinie au centre et donc déformation du fond plat (si mes souvenirs de l'école sont bons), c'est pour ça qu'on utilise des fond bombés lorsqu'il y a de la pression.

Cordialement,
Bertrand