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Étude comparative des caractéristiques mécaniques de boulons en acier 42CrMo4 de classe 8.8 selon le processus de fabrication

Published online by Cambridge University Press:  07 January 2009

Youssef Fares ,
Michel Chaussumier  and
Alain Daidié
Youssef Fares
Affiliation:
Université de Toulouse, INSA, UPS, LGMT (Laboratoire de Génie Mécanique de Toulouse), 135 avenue de Rangueil, 31077 Toulouse, France
Michel Chaussumier
Affiliation:
Université de Toulouse, INSA, UPS, LGMT (Laboratoire de Génie Mécanique de Toulouse), 135 avenue de Rangueil, 31077 Toulouse, France
Alain Daidié
Affiliation:
Université de Toulouse, INSA, UPS, LGMT (Laboratoire de Génie Mécanique de Toulouse), 135 avenue de Rangueil, 31077 Toulouse, France
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Abstract

Dans cet article, nous allons présenter les résultats d'une étude comparative des caractéristiques mécaniques de boulons en acier 42CrMo4 de fabrication standard et spéciale. Cette étude porte principalement sur l'influence de la chronologie des phases de fabrication des vis sur les caractéristiques mécaniques statiques et en fatigue. Cette chronologie concerne le traitement thermique et le roulage à froid. Si aucune influence n'est visible sur la tenue statique des boulons, l'influence sur la tenue en fatigue est très importante. Par ailleurs, indépendamment du type de fabrication, nous avons remarqué que les zones de rupture sont différentes selon que l'on procède à un essai statique ou à un essai de fatigue. Dans le premier cas, la rupture a lieu dans la longueur filetée libre de prise avec l'écrou tandis qu'en fatigue, la rupture a lieu au niveau du premier filet en prise avec l'écrou. Ces différences de comportement observées expérimentalement sont corroborées par des simulations par la méthode des éléments-finis que nous avons mises en œuvre dans le cadre d'un travail sur la tenue en service des assemblages boulonnés.

Keywords

Boltsfinite-elementcold rollingmechanicad propertiesboulonséléments-finisroulage à froidcaractéristiques mécaniques
Type
Research Article
Information
Mechanics & Industry , Volume 9 , Issue 4 , July 2008 , pp. 315 - 322
Copyright
© AFM, EDP Sciences, 2008

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References

E25-030, Norme Européenne, Éléments de fixation – Assemblages vissés – Conception, calcul et conditions de montage (2e tirage), Publications AFNOR, ISSN 0335-3931, 1988
VDI 2230 Blatt 1, Systematische Berechnung Hochbeanspruchter Schraubenverbindungen Zylindrische Einschraubenverbindungen, VDI Richtlinien, ICS 21. 060.10, VDI-Gesellschaft Entwicklung Konstruktion Vertrieb, Fachberuch Konstruktion, Ausschuss Schraub- enverbindungen, 2003, pp. 1–169
C. Sayettat, J.P. Faurie, M. Peyret, Assemblages boulonnés : conception et montage, Éd. CETIM, 1980, pp. 1–92
Burguette, R.L., Patterson, E.A., The effect of mean stress on the fatigue limit of high tensile bolts, J. Mech. Eng. Sci. 209 (1995) 257–262 CrossRef
Fares, Y., Chaussumier, M., Daidié, A., Guillot, J., Determining the life cycle of bolts using a local approach and the Dang Van criterion, Fatigue and Fracture of Engineering Materials and structures 29 (2006) 1–9 CrossRef
S. Ifergane, N. Eliaz, N. Stern, E. Kogan, G. Shemesh, H. Sheinkopf, D. Eliezer, The effect of manufacturing processes on the fatigue lifetime of aeronautical bolts, Engineering Failure Analysis (2001) 227–235
G. Fromentin, Thèse ENSAM spécialité procédés de fabrication, Étude mécanique et technologique du taraudage par déformation : Application aux aciers prétraités, ENSAM, Cluny, N° d'ordre 2004–18, 2004
Itoga, I., Tokajl, K., Nakajima, M., Effect, H.N. Ko of surface roughness on step-wise S-N characteristics in high strength steel, Int. J. Fatigue 25 (2003) 379–385 CrossRef
NF EN ISO 898-1, Norme européenne, Caractéristiques mécaniques des éléments de fixation en acier au carbone et en acier allié, 1999
A. Brand, R. Sutterlin, Calcul des pièces à la fatigue – Méthode du gradient, Éd. CETIM, ISBN 2-85400-022-6, 1980, pp. 1–157
J. Guillot, Assemblage par éléments filetés : modélisation et calculs, Tome 1 B5560 à B5562, 75006, Éd. Techniques de l'ingénieur, Paris, 1987, pp. 1–56
Bradley, N.J., Stephens, R.I., Horn, N.J., Gradman, J.J., Arkema, J.M., Borgwardt, C.S., Influence of cold rolling threads before or after heat treatment on the fatigue resistance of high strength fine thread bolts for multiple preload conditions, J. ASTM Int. 3 (2006) 1–15 CrossRef
Lieurade, H.P., Effet des contraintes résiduelles sur le comportement en fatigue des pièces et des structures industrielles, Revue de Traitement Thermique 288 (1988) 15–27
Benedetti, M., Fontanari, V., Höhn, B.R., Oster, P., Tobie, T., Influence of shot peening on bending tooth fatigue limit of case hardened gears, Int. Fatigue 24 (2002) 1127–1136 CrossRef
Shaw, A., Aylott, C., O'Hara, P., Brimble, K., The role of residual stress on the fatigue strength of high performance gearing, Int. J. Fatigue 25 (2003) 1279–1283 CrossRef
Guechichi, H., Castex, L., Fatigue limits prediction of surface treated materials, J. Mat. Proc. Tech. 172 (2006) 381–387 CrossRef
Barralis, J., Castex, L., Maeder, G., Précontraintes et traitements superficiels, Techniques de l'ingénieur MD1 (1999) 1–50
S. Denis, Prévision des contraintes résiduelles induites par traitements thermiques et thermochimiques, La revue de Métallurgies Cit Science et Génie des Matériaux, (1997) 157–176
Offshore Technology Report, OTO 97 067, Health and safety Executive, January 1998
UGS PLM Solutions Inc., I-DEAS Simulation Product Software, Release 11, 5400 Legacy Drive, Plano, Texas 75024, http://www.ugs.com
ABAQUS version 6.5.4, ABAQUS, Inc., Rising Sun Mills, 166 Valley Street, Providence, RI 02909-2499 USA, http://www.abaqus.com