thesis

Etude du dévissage spontané des assemblages boulonnés

Defense date:

Jan. 1, 2003

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Institution:

Toulouse, INSA

Disciplines:

Mechanical engineering

Authors:

Directors:

Abstract EN:

This study is made with the aim of including how a bolted assembly loosens spontaneously under dynamic loadings. In a first time, we made a bibliographical study covering the various methods of loading, axial, transverse or in rotation, as well on the standards. We then approached an experimental study of spontaneous unscrewing under axial loadings. We defined, calculated and optimised a first experimental assembly working in resonance. We carried out then a second assembly using an inertial mass, which enabled us to observe spontaneous screwings and unscrewings. We also carried out tests under transverse loadings. Precise measures enabled us to determine thresholds of displacement of the clamped part from which unscrewing certainly occurs. We also obtained a threshold of slip of the screw head on its bearing surface, and a slip threshold of the threading, appreciably independent of the preload level. We modelled finally spontaneous unscrewing in first time analytically for a short screw then by finite elements for a long screw, and we proposed a criterion of the spontaneous unscrewing of the short screws.

Abstract FR:

Cette étude est faite dans le but de comprendre comment un assemblage boulonné se desserre ou se dévisse sous des sollicitations dynamiques. Dans un premier temps, nous avons réalisé une étude bibliographique portant sur les différents modes de sollicitations, axiales, transversales ou en rotation, ainsi que sur les normes. Nous avons ensuite abordé une étude expérimentale du dévissage spontané, sous sollicitations axiales. Nous avons défini, calculé et optimisé un premier montage expérimental travaillant en résonance. Nous avons réalisé ensuite un deuxième montage utilisant une masse inertielle, qui nous a permis d'observer les vissages et dévissages spontanés. Nous avons aussi mené des essais sous sollicitations transversales. Des mesures précises nous ont permis de déterminer des seuils de déplacement de la pièce serrée, à partir desquels le dévissage survient de façon certaine. Nous avons obtenu aussi un seuil de glissement de la tête de vis sur son appui et un seuil de glissement de la partie filetée dans son taraudage, sensiblement indépendants du niveau de précharge. Nous avons enfin modélisé le dévissage spontané, en premier temps analytiquement pour une vis courte ensuite par éléments finis pour une vis longue, et nous avons proposé un critère du dévissage spontané des vis courtes.