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Analyse du mécanisme de fixation des boulons

March 27, 2024

L'essence du contrôle du couple

L'objectif fondamental des connexions filetées, en particulier les connexions filetées importantes qui supportent des charges dynamiques, est d'utiliser des fixations filetées pour relier de manière fiable les pièces connectées.L'essence du resserrement de l'assemblage ou du contrôle du couple de l'assemblage est de contrôler la précharge axiale du boulon dans une plage appropriéeLe boulon est inséré dans la pièce connectée, et le boulon est étiré et déformé en serrant l'écrou ou le fil interne.qui serre la partie de serrage ensembleEn théorie, plus la force de préchargement axial est grande, meilleure est la performance anti-déchargement et anti-fatigue.et le meilleur effet est lorsque la force de préchargement atteint ou est proche de la résistance de rendement du boulon.

 

Relation entre précharge et couple
La méthode du couple consiste à contrôler indirectement la précharge axiale en contrôlant le couple de serrage de l'assemblage.La relation de base suivante existe entre le couple de serrage M du boulon et la précharge axiale F du boulon:
M=KDF
où M - couple de serrage, K - coefficient de couple, F = force de préserrage, D est le diamètre nominal du fil.
Dans la conception empirique, le coefficient de couple K est généralement égal à 0.2, mais en réalité, la valeur de K n'est pas une constante, mais une variable qui dépend d'autres conditions telles que la précision du fil.,les conditions de matériau, d'état de surface et de lubrification, la valeur K de la même connexion peut varier de 0,1-0,5 ou même d'une plage plus large, généralement plus la précision de fabrication du fil est élevée,plus les conditions de traitement de surface et de lubrification sont stables,, plus la valeur K est stable (petite dispersion), au contraire, plus la dispersion est grande.

 

Lorsque l'on considère la divergence de la valeur K, afin de satisfaire aux exigences de conception de la force de précharge,les limites supérieure et inférieure du couple de serrage du boulon peuvent être déterminées par la formule suivante::
Mu=KLDFU
Résultats de l'enquête

FU, FL - limites supérieures et inférieures de précharge axiale requises par la conception;
KU, KL - limites supérieures et inférieures de la valeur de K dans des conditions de procédé spécifiques;
La formule ci-dessus montre qu'après détermination de la conception du fil de raccordement (diamètre du fil D et force axiale FU, FL), plus la divergence de la valeur K est grande,plus le contrôle du couple de l'assemblage est strict (plus le Mu-ML est petit),De même, lorsque l'on détermine la précision de régulation du couple (Mu, ML), plus la dispersion de la valeur K est grande,plus la force axiale est dispersée et pire la fiabilité de la connexion filetée.

 

Relation entre la force de précharge et l'angle de rotation
Lorsque le dispositif de fixation est tourné pendant le serrage, quelle est la relation entre la force de préchargement et l'angle du dispositif de fixation?
D'après la cinématique du fil et l'analyse de l'état de la force du fixateur et de la pièce connectée, il apparaît qu'au stade initial du vissage du boulon ou de l'écrou,le coin ne produira pas de force de prétention, seulement lorsque l'extrémité du connecteur entre en contact avec la pièce connectée, la force de prétraction commence à se produire, et seulement lorsque l'ajustement complet, F et θ sont câblés,la relation de base entre la force de prétention et l'angle est la suivante::
F = CPθ
(F - force de préchargement, coefficient de rigidité du composite C, pas P, angle de rotation de la tête du boulon θ).

 

Relation couple-angle - rapport d'accroissement du couple-angle
Il ressort du processus de serrage dans le processus d'assemblage que lorsque le boulon entre en contact depuis le début du vissage avec la surface du joint,le couple de vis est presque nul ou faible tant que la précision du fil est qualifiée et qu'il n'y a pas de bosseIl entre ensuite dans la phase de montage, qui commence à surmonter certaines erreurs de fabrication et la rugosité de la surface de contact, ainsi que la déformation élastique et plastique de la pièce serrée.La relation entre l'augmentation du couple et le changement d'angle dans cette section est non linéaire, et la valeur du couple augmente très rapidement. Puis entrer dans le stade de déformation élastique approximative, à ce moment-là couple et angle est une relation linéaire,l'augmentation de l'angle représente l'augmentation de la déformationLorsque le préchargement atteint le point de rendement du boulon, le boulon commence à entrer en déformation plastique.tant que l'accroissement du couple est faible, le boulon aura une grande extension, de sorte que l'accroissement de l'angle devient grand.qui indique que le point de rendement est atteint.