Fluage du matériau : Réduire le stress du ressort
Lorsque le fluage et la fatigue commencent à apparaître, le cycle de vie et les performances du ressort peuvent être impactés, ce qui peut à son tour affecter la capacité de l’application à fonctionner comme prévu. Qu’est-ce que le fluage ?
Fluage du matériau : Réduire la tension du ressort
Les ressorts sont utilisés dans de nombreuses applications et opérations. Souvent, les ressorts sont le dernier composant à être pris en compte et conçu dans une application, mais cela n'en fait pas un aspect non critique de la machine. Les ressorts subiront l’usure et la fatigue au fil du temps, même s’ils ne sont pas attachés à la partie la plus active de l’application. Lorsque le fluage et la fatigue commencent à apparaître, le cycle de vie et les performances du ressort peuvent être impactés, ce qui peut à son tour affecter la capacité de l’application à fonctionner comme prévu.
Qu’est-ce que le fluage ?
Le fluage est une augmentation de la déformation plastique sous contrainte ou charge constante. Il s'agit d'un processus qui se déroule sur une longue période et qui s'accélère lorsque les températures de service augmentent. Il est unique dans la mesure où il se produit lorsque l'état de contrainte se situe dans la plage élastique de la courbe contrainte-déformation du matériau.
En outre, ce processus est particulier car le matériau des ressorts commence à se déformer plastiquement – la déformation permanente qui se produit lorsqu’un matériau est soumis à des contraintes qui dépassent sa limite d’élasticité – même si la limite d’élasticité n’a pas été atteinte. Il en résulte une perte de force ou d’élasticité du ressort.
Le fluage peut être démontré en suspendant un poids à une bande de caoutchouc et en observant le changement de longueur. Si le poids est retiré rapidement, la bande en caoutchouc reprendra sa longueur d’origine, mais si le poids est retiré après une période prolongée, la bande en caoutchouc aura subi une augmentation permanente de la longueur après le retrait du poids, ce qui se produit en raison du fluage.
La même situation se produira avec un ressort. Un ressort de compression présentera une réduction de la longueur libre, et un ressort de traction une augmentation de la longueur.
Si le fluage devient excessif, la déformation du ressort réduira la quantité d’énergie potentielle disponible et le ressort risque de ne plus fonctionner comme prévu dans l’application. À ce stade, le ressort doit être remplacé. Le fluage peut entraîner la défaillance du ressort s’il passe inaperçu, ce qui peut être dangereux pour la machine et le personnel.
Comment prévenir le fluage ?
Les variables qui influencent le fluage sont la contrainte, le temps et la température. L'augmentation de l’un de ces facteurs entraînera une augmentation du fluage.
Pour la plupart des applications, la réduction des contraintes exercées sur les matériaux est généralement le moyen le plus simple d'atténuer le fluage. Voici quelques moyens de réduire la contrainte (en supposant que tout le reste soit maintenu constant dans la conception) :
- Augmenter l’épaisseur du matériau ou le diamètre du fil
- Utiliser un ressort plus grand pour augmenter le diamètre extérieur du ressort
- Réduire le pourcentage de la déflexion maximale sur le ressort
Par ailleurs, la durée de vie d'un ressort peut être prolongée dans les mêmes conditions ou paramètres grâce aux mesures suivantes :
- Changement de matériau ou d’alliage
- Procédés de traitement thermique spéciaux
- Processus de finition de surface avancés
ASRaymond propose une variété de matériaux, de finitions et de capacités d’essai qui peuvent contribuer à réduire le fluage de contrainte. Consultez la page Fabrication et finition pour obtenir une liste de l’offre standard. Contactez-nous pour en savoir plus sur nos capacités et fournir le bon composant de ressort pour votre application.
À propos d’ASRaymond
ASRaymond, une entreprise de Barnes Group Inc., est un leader mondial fournissant aux fabricants des solutions de contrôle de force et de mouvement de haute précision issues de marques de renommée mondiale telles que Raymond®, Industrial Gas Springs™, SPD™ et SPEC®. Au service d’une grande variété de marchés industriels, notamment la construction et l’agriculture, les équipements de levage, la marine, le secteur médical et les camions de gros tonnage, ASRaymond dispose d'un catalogue de produits standards suffisamment vaste et pointu pour répondre aux exigences de toutes les applications. En outre, l’équipe mondiale d’ingénieurs d’ASRaymond est prête à personnaliser les composants lorsque les produits standards ne conviennent pas. Pour plus d’informations, rendez-vous sur ASRaymond.com.