Terminologie ressorts
Le glossaire technique du ressort
Notre glossaire sur les ressorts est un guide de référence clair et structuré qui répertorie tous les termes utilisés dans la fabrication des ressorts. Vous y trouverez les définitions des termes les plus importants liés à l'ingénierie des ressorts mécaniques, ainsi que les méthodes de calcul, les tolérances et les normes associées.
Angle de meulage : L’angle réalisé par la surface d’extrémité meulée du ressort à l’intersection du plan de la surface meulée avec l’axe d’enroulement du ressort.
Angle d’hélice : L’angle de l’hélice d’un ressort hélicoïdal.
Angle libre : La relation angulaire entre les bras d’un ressort hélicoïdal de torsion qui n’est pas sous charge.
Arc : La déviation maximale entre une spire quelconque d’un ressort et une surface de référence ou une règle droite sur laquelle le ressort est posé.
Assise du ressort : Partie d’un mécanisme qui reçoit les extrémités d’un ressort et qui peut inclure un alésage ou un pion de centrage pour recentrer le ressort
Boucle : Le point d’ancrage formé d’un ressort hélicoïdal ou d’une pièce en fil. Lorsqu’il s’agit d’un ressort de traction, on l’appelle généralement boucle. Si elle est fermée, on peut l’appeler œillet, et si elle est partiellement ouverte, crochet. Les boucles sont des extrémités circulaires formées qui permettent la fixation.
Champ d’application : La norme BS 1726 fournit des recommandations sur la conception, les méthodes de spécification, les tolérances et les essais des ressorts hélicoïdaux de compression à fabriqués à partir de matériau de section circulaire, rectangulaire ou carrée. Elle décrit deux classes de tolérances pour les ressorts de section circulaire et trois types d’extrémités de spires : ouvertes, rapprochées et rapprochées/meulées.
Chanfreinage : L’enlèvement d’un angle sur le diamètre intérieur et/ou extérieur de la face meulée d’un ressort afin de dégager un rayon sur l’appui du ressort.
Coefficient d’assise des spires d’extrémités : Facteur utilisé dans le calcul du flambage pour tenir compte de la méthode de positionnement de l’extrémité du ressort.
Conicité : Une opération dans laquelle le diamètre des extrémités d’un ressort de traction ou de compression est réduit.
Contrainte : Force divisée par la surface sur laquelle elle agit. Pour les ressorts de torsion, il s’agit de flexion ; pour les ressorts de compression et de traction, il s’agit de torsion.
Contrainte résiduelle : Contrainte mécaniquement induite par des procédés tels que la suppression de la déformation, le grenaillage, l’écrouissage ou le formage. Elle peut être bénéfique ou non selon l’application du ressort.
Contrôle par calibres : La comparaison d’une dimension par l’utilisation de calibres.
Coefficient d’assise des spires d’extrémités : Facteur utilisé dans le calcul du flambage pour tenir compte de la méthode de positionnement de l’extrémité du ressort.
Couple : Une action de torsion dans les ressorts de torsion qui produit une rotation. Il est égal à la charge multipliée par la distance (ou bras de levier) de la charge à l’axe du ressort. Généralement exprimé en N.mm.
Crochet pivotant : Crochet (ou œil) fixé à l’extrémité d’un ressort de traction, de manière à pouvoir tourner autour de l’axe du ressort.
Crochets : Boucles ouvertes ou extrémités de ressorts de traction qui sont généralement plus longues que des boucles standard.
Course : La distance entre les positions de fonctionnement minimale et maximale d’un ressort.
Déformation élastique : La déformation qui se produit lorsqu’un matériau est soumis à une contrainte jusqu’à sa limite élastique. À la suppression de la force provoquant cette déformation, le matériau reprend sa taille et sa forme initiales.
Déformation permanente : La déformation permanente d’un ressort après application et retrait d’une force. C’est une variation de longueur, de hauteur ou de position après que le ressort a été sollicité au-delà de la limite élastique du matériau.
Déflexion : Le déplacement relatif des extrémités d’un ressort sous l’application d’une force.
Diamètre intérieur d’un ressort : Le diamètre de l’enveloppe cylindrique formée par la surface intérieure des spires d’un ressort.
Diamètre extérieur : Le diamètre de l’enveloppe cylindrique formée par la surface extérieure des spires d’un ressort.
Diamètre moyen : Le diamètre moyen du ressort, égal à la moitié de la somme des diamètres extérieur et intérieur. Dans un ressort hélicoïdal, cela équivaut au diamètre extérieur moins un diamètre de fil.
Dressage des arêtes : L’enlèvement de matière du bord extérieur des spires d’extrémité lorsqu’elles dépassent le diamètre extérieur du ressort.
Elancement : Rapport de la longueur du ressort sur son diamètre moyen L/D dans les ressorts hélicoïdaux.
Essai de charge : Un essai sur un ressort visant à déterminer soit la force à une longueur donnée, soit la longueur sous une force donnée.
Essai de compression : Un essai réalisé en pressant un ressort à une longueur spécifiée un nombre spécifié de fois.
Essai de fatigue : Un essai destiné à déterminer le nombre de cycles de contrainte qui provoqueront la rupture d’un composant ou d’une éprouvette.
Essai de relaxation : Un essai réalisé en comprimant un ressort à une longueur spécifiée pendant une durée définie.
Espacement (ou espace inter spire) : La distance entre une spire et la spire suivante dans un ressort hélicoïdal à spires ouvertes, mesurée parallèlement à l’axe du ressort. Est égal au pas – le diamètre de fil.
Extrémité ouverte : L’extrémité d’un ressort hélicoïdal à qui n’a pas été rapproché.
Extrémités rapprochées : L’extrémité d’un ressort hélicoïdal dans laquelle l’angle d’hélice de la spire d’extrémité a été progressivement réduit jusqu’à ce que la spire d’extrémité touche la spire adjacente.
Extrémités rapprochées et meulées : Identique aux extrémités rapprochées, sauf que les première et dernière spires sont meulées pour fournir une surface d’appui plane. Ce type d’extrémité s’applique uniquement aux ressorts où le diamètre ou la dimension axiale du matériau est de 0,5 mm ou plus.
Facteur de correction de contrainte : Facteur introduit pour tenir compte du fait que la répartition de la contrainte de cisaillement à travers le diamètre du fil n’est pas uniforme. La contrainte est plus élevée sur la fibre intérieure de la spire que sur la fibre extérieure.
Facteur de Wahl : Facteur servant à corriger la contrainte dans les ressorts hélicoïdaux en tenant compte des effets de courbure et du cisaillement direct.
Fatigue : Le phénomène qui donne lieu à un type de rupture se produisant dans des conditions de contraintes répétées ou fluctuantes inférieures à la limite élastique du matériau.
Finition : Un revêtement appliqué pour protéger ou décorer les ressorts.
Flambage : La distorsion latérale instable de l’axe principal d’un ressort lorsqu’il est comprimé. Cette courbure ou déplacement latéral d’un ressort de compression est lié à l’élancement L0/D.
Flèche admissible : La déflexion maximale qui peut être appliquée à un ressort sans dépasser la limite élastique du matériau.
Fluage : La variation de longueur d’un ressort au cours du temps lorsqu’il est soumis à une force constante.
Force à bloc : La force théorique d’un ressort lorsqu’il est comprimé à sa longueur à bloc.
Fréquence propre : La fréquence à laquelle un ressort va vibrer librement une fois excité. Elle est aussi définie comme la plus basse fréquence propre de vibration libre d’un ressort vibrant entre ses propres extrémités.
Grenaillage : Un procédé de travail à froid dans lequel des billes sont projetées sur les surfaces des ressorts, induisant ainsi des contraintes bénéfiques dans les fibres extérieures du matériau. Cela améliore la durée de vie en fatigue. La somme algébrique des contraintes résiduelles et appliquées dans les fibres extérieures est inférieure à la contrainte appliquée, ce qui améliore la durée de vie en fatigue.
Hauteur à bloc (ou à spires jointives) : La longueur d’un ressort de compression lorsqu’il est déformé sous une charge suffisante pour amener toutes les spires adjacentes en contact – aucune déflexion supplémentaire n’est possible.
Hystérésis : La perte d’énergie mécanique se produisant lors du chargement et du déchargement d’un ressort dans le domaine élastique, illustrée par la surface entre les courbes charge-déflexion.
Index ou rapport d’enroulement : Le rapport entre le diamètre moyen des spires d’un ressort et le diamètre du fil pour les sections circulaires, ou la largeur radiale de la section pour les sections rectangulaires ou trapézoïdales.
Insert fileté : Un bouchon vissé dans les extrémités d’un ressort hélicoïdal de traction servant à fixer un ressort à un autre composant. Le bouchon possède un filetage externe dont le diamètre, le pas et la forme correspondent à ceux du ressort.
Limite d’endurance : La contrainte maximale, à un rapport de contrainte donné, à laquelle un matériau fonctionnera dans un environnement donné pour un nombre de cycles spécifié sans rupture. Aussi appelée résistance à la fatigue ou limite d’endurance à la fatigue, qui est une condition de contrainte sous laquelle un matériau aura une durée de vie d’un nombre de cycles donné.
Limite de fatigue : La valeur, qui peut être déterminée statistiquement, de la condition de contrainte en dessous de laquelle un matériau peut supporter un nombre infini de cycles de contrainte.
Limite élastique : La contrainte maximale à laquelle un matériau peut être soumis sans déformation permanente.
Linéarité : Le degré selon lequel la courbe force-flèche d’un ressort se rapproche d’une droite.
Longueur à bloc (ou à spires jointives) : La longueur totale d’un ressort hélicoïdal lorsque chacune des spires est en contact.
Longueur libre : La longueur totale d’un ressort qui n’est pas sous charge. Pour les ressorts de traction, cela peut inclure les boucles.
Longueur montée : La longueur d’un ressort lorsqu’il est assemblé en position dans un mécanisme où il doit fonctionner.
Meulage : L’enlèvement de métal sur les faces d’extrémité d’un ressort à l’aide de meules abrasives afin d’obtenir une surface plane perpendiculaire à l’axe du ressort.
Module d’élasticité : Le rapport entre contrainte et déformation dans le domaine élastique. Aussi appelé module de Young (E), et en cisaillement, module de rigidité (G).
Module en cisaillement ou en torsion (G) : (Module de rigidité) Coefficient de raideur utilisé pour les ressorts de compression et de traction.
Module en traction ou en flexion (E) : (Module de Young) Coefficient de raideur utilisé pour les ressorts de torsion ou plats.
Moment : Produit de la distance entre l’axe du ressort et le point d’application de la charge, et de la composante de la force normale à la ligne de distance.
Nombre total de spires : La somme du nombre de spires actives et inactives dans le corps d’un ressort.
Parallélisme : Le degré selon lequel les deux extrémités meulées d’un ressort sont parallèles l’une à l’autre.
Passivation : Un traitement acide de l’acier inoxydable qui élimine les dépôts de fer et améliore la résistance à la corrosion.
Patentage : Le procédé de chauffage de l’acier au carbone au-dessus de sa température critique puis de refroidissement à une vitesse contrôlée pour obtenir une microstructure perlitique fine.
Perpendicularité : Le désalignement maximal d’une extrémité d’un ressort par rapport à l’autre. C’est la déviation angulaire entre l’axe d’un ressort de compression à l’état libre et une ligne normale aux plans d’extrémité. Elle est mesurée en plaçant le ressort sur une surface de référence et en mesurant la déviation maximale de la spire par rapport à une arête d’équerre.
Perpendicularité sous charge : Identique à la perpendicularité mais mesurée lorsqu’une charge est appliquée au ressort.
Plage de contrainte : Différence entre les contraintes de fonctionnement aux charges minimale et maximale. C’est la différence entre les contraintes induites par les forces minimale et maximale appliquées à un composant soumis à des charges cycliques.
Préchargement ou blocage : Processus au cours duquel des contraintes internes sont induites dans un ressort. Il est obtenu en soumettant le ressort à une contrainte supérieure à celle rencontrée en conditions de service et au-delà de la limite élastique du matériau. La déformation élastique réduira la contrainte de précharge et améliorera les propriétés de relaxation contrainte-température.
Raideur (rigidité) : La force qui doit être appliquée pour produire une déflexion unitaire. Généralement exprimée en Lbs/in ou N/mm.
Rapport de contrainte : Contrainte minimale divisée par contrainte maximale.
Recuit pauvre en hydrogène : Le chauffage des ressorts électroplaqués pour soulager l’hydrogénation fragile.
Relaxation : Perte de force d’un ressort au cours du temps lorsqu’il est fléchi en une position fixe. Le degré de relaxation dépend de, et augmente avec, la magnitude de la contrainte, la température et le temps.
Revenu de détente : Un traitement thermique à basse température appliqué aux ressorts pour soulager les contraintes résiduelles produites par le formage à froid. Il n’y a pas de changement apparent de la structure métallurgique du matériau.
Ressort à pas variable : Ressort hélicoïdal dans lequel le pas des spires actives n’est pas constant.
Ressort à raideur variable : Ressort hélicoïdal dont la courbe charge-flèche est volontairement rendue non linéaire.
Ressort de compression : Un ressort dont la dimension, dans la direction de la force appliquée, diminue sous l’action de cette force.
Ressort de torsion : Un ressort dont le matériau est sollicité en flexion, la dimension radiale diminuant et la dimension axiale augmentant, sous l’action du couple appliqué.
Ressort de traction : Un ressort dont la longueur, dans la direction de la force appliquée, augmente sous l’action de cette force.
Ressort hélicoïdal : Un ressort fabriqué en formant le matériau en hélice. Cette catégorie inclut les ressorts de compression, de traction et de torsion.
Ressorts spiraux : Ressorts formés à partir de feuillard ou de fil plat enroulé en forme de spirale, chargés par couple autour d’un axe normal au plan de la spirale.
Revenu en charge : Maintien des pièces en position de travail pendant le revenu afin de réduire les dispersions dimensionnelles et les pertes en relaxation.
Sablage humide : Un procédé par lequel la surface d’un composant est modifiée par l’action d’un jet de liquide contenant des particules solides abrasives, propulsées par air comprimé. Ce procédé peut éliminer la calamine, produire une surface mate propre et induire des contraintes de compression dans les fibres extérieures du matériau.
Sens d’enroulement : La direction dans laquelle l’hélice d’un ressort est formée, c’est-à-dire à droite ou à gauche.
Spire d’amortissement : Spires actives à la longueur libre mais inactives à la première longueur de fonctionnement normale.
Spires actives : Les spires d’un ressort qui, à tout instant, contribuent à la raideur du ressort. Ce sont les spires libres de se déformer sous charge.
Spires d’amortissement : Spires actives à la longueur libre mais inactives à la première longueur de fonctionnement normale.
Spires jointives : Spires adjacentes en contact.
Spires mortes : Spires d’un ressort qui n’affectent pas la raideur du ressort.
Stabilisation thermique : Procédé d’élimination du fluage primaire et d’induction de contraintes bénéfiques dans un ressort, de sorte que, lorsqu’il est soumis à une contrainte et une température de fonctionnement, il présente de meilleures propriétés de relaxation contrainte-température.
