Le ressort de compression

Extrait du document

Les ressorts de compression font partie des composants mécaniques élémentaires présents dans de nombreux assemblages techniques. La diversité des applications et des contraintes mises en jeu, font de ce composant mécanique un élément particulièrement bien étudié et maîtrisé. Dans un premier temps, nous décrirons quelques applications industrielles du ressort. Ensuite, nous étudierons le processus de fabrication des ressorts. Nous décrirons alors le modèle linéaire des ressorts et enfin nous finirons par donner les clefs pour la conception et le calcul des ressorts.

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Plan du document :

 

I. Applications industrielles

 

II. Fabrication des ressorts de compression

 

III. Etude mécanique des ressorts de compression - modèle linéaire

 

 

I. Applications industrielles

Les ressorts sont présents dans de nombreux assemblages mécaniques et ont pour propriété, entre autres, d’amortir les mouvements et de ramener en position des éléments mécaniques une fois les efforts de compressions ayant cessé.

 

 

II. Fabrication des ressorts de compression

Les ressorts de compression sont fabriqués à partir de bobines de fil calibrés qui sera ensuite enroulé et découpé grâce à une « machine à enrouler les ressorts ». Nous utilisons de nos jours des machines-outils à commande numérique industrielles.
Les ressorts, une fois enroulés, subissent des post-traitements permettant d’améliorer leurs caractéristiques mécaniques et d’augmenter leur durée de vie. Des traitements thermiques et de surface permettent d’éviter l’oxydation des métaux utilisés et on grenaille parfois les ressorts pour « ressouder » leur surface craquelée (craquelures microscopiques dues au processus d’enroulement) et ainsi augmenter leur résistance à la fatigue.

 

 

III. Etude mécanique des ressorts de compression - modèle linéaire

En première approximation, les ressorts peuvent être caractérisés par leur capacité à se déformer de manière proportionnelle à l’effort auquel ils sont soumis.

Les caractéristiques prises en compte dans ce modèle sont donc :
La longueur à vide : (en m)
La constante de raideur : k (en N/m)

Nous restons donc ici dans les hypothèses suivantes :

Les spires sont non jointives

Il n'y a pas de dissipation d'énergie (la force est conservative)

On reste dans un domaine où la réponse est toujours linéaire (la déformation est limitée)

Si l'on souhaite raccourcir le ressort d'une longueur x, il faut exercer deux forces égales et opposées à ses extrémités. Par le principe des actions réciproque, la force résultant du ressort sur le solide auront même norme, même direction mais un sens opposé.

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