Les boulons sont les fixations les plus couramment utilisées et sont celles qui rencontrent le plus de défaillances. Pour les boulons, savez-vous où se trouve l’emplacement de défaillance le plus courant ?
Comme le montre la figure ci-dessous, il existe en réalité trois emplacements principaux : ① La racine du premier filetage où le boulon et l'écrou correspondent, avec un taux de défaillance de 65 %, ② La zone de transition entre le filetage et la tige polie, avec un taux de défaillance de 20 %, et ③ La transition entre la tête du boulon et la tige de vis, avec un taux de défaillance de 15 %. Ces trois emplacements constituent également les points forts de la répartition des contraintes des boulons.
Parmi eux, la défaillance de la première position, c'est-à-dire la racine du premier filetage où le boulon et l'écrou correspondent, est généralement causée par une répartition inégale de la charge du filetage, et le premier cercle du filetage supporte la plus grande charge (les cercles suivants diminuent), comme le montre la figure ci-dessous. Le facteur de concentration des contraintes peut ici atteindre 2 à 8, et il est facile d'initier des fissures et de se dilater, en particulier sous des charges alternées, une rupture par fatigue est plus susceptible de se produire.
La deuxième position, la rupture de la zone de transition entre le filetage et la tige polie, est principalement causée par une concentration de contraintes provoquée par une mutation géométrique. Si la zone de transition présente une mauvaise rugosité, des défauts de traitement ou des défauts de matériau, la résistance à la fatigue sera encore réduite.
La troisième position, la transition entre la tête du boulon et la vis, est généralement provoquée par une concentration de contraintes due au petit rayon du congé de transition de la tête et de la vis (nécessitant généralement un R supérieur ou égal à 0,15d, d est le diamètre du boulon) ou par des défauts de traitement (tels que l'interruption de la conduite d'écoulement de frappe à froid). De plus, cet endroit est soumis aux contraintes combinées de flexion et d’étirement, et est également plus sujet à la fracture.(来源:iMechanics机械)
