Les ressorts sont des composants élastiques très répandus dans toutes sortes de machines et...

Les ressorts sont des composants élastiques très répandus dans toutes sortes

de machines et d'équipements. En raison de leur souplesse, ils diffèrent

radicalement des autres pièces mécaniques dont on

cherche, au contraire, à limiter les déformations sous

charge.

On peut attendre des ressortsOn peut attendre des ressorts : :

• Qu'ils se déforment d'une certaine façon sous l'effet des charges qu'ils subissent.

• Qu'ils fournissent certains efforts lorsqu'on leur impose une déformation.

• Un ressort que l'on déforme emmagasine une énergie mécanique qui peut être restituée, idéalement en totalité, lorsque la déformation cesse. Naturellement aucun ressort n'est parfait et une fraction plus ou moins importante de cette énergie est perdue lors des cycles de fonctionnement. Cette énergie est transformée en chaleur.

• L'un des premiers ressorts inventé il y a 10.000 ans par l'homme n'est autre que l'arc, une pièce de bois courbe et élastique bien plus efficace que le bras.

Les ressorts assurent Les ressorts assurent toutes sortes de fonctions:toutes sortes de fonctions:

• Rappel d'une pièce écartée de sa position d'équilibre (portes battantes type «saloon»)

• Maintien d'un serrage (pince à linge)

• Suspension des véhicules (ressorts à lames, ressorts hélicoïdaux, systèmes hydropneumatiques)

• Répartition de charges (sommiers et matelas à ressorts)

• Accumulation d'énergie (moteurs de jouets, montres)

• Amortissement des chocs (tampons de matériel ferroviaire, systèmes antisismiques pour les bâtiments)

• Etablissement ou coupure brutale de contacts électriques

• Jouets et objets décoratifs (les longs ressorts très souples « Slinky » qui descendent les escaliers)

• …Etc

Grâce aux soins apportés à leur conception, à leur fabrication et à leur contrôle, les ressorts utilisés pour la suspension des véhicules comptent désormais parmi les composants les plus fiables, bien que les matériaux qui les constituent travaillent à des niveaux très proches de leurs limites.

Quelques exemples de ressorts :

On peut distinguer plusieurs grandes catégories de ressorts en particulier selon les matériaux utilisés, qui peuvent être des métaux (acier, titane, matériaux composites) des élastomères, ou encore des gaz.

Aspects énergétiques:

Un ressort que l'on déforme absorbe une certaine quantité d'énergie et la conserve sous forme d'énergie potentielle.

En général, il en restitue la plus grande partie en reprenant sa forme initiale.

Quel qu'en soit le type, un ressort convenablement conçu doit répondre à deux exigences fondamentales :

• Résister aux charges maximales qui lui seront appliquées

• Se déformer selon les besoins et donc posséder une raideur bien définie (tarage du ressort)

Les différents types

de ressorts

Barre et Ressort de torsion

La barre de torsion est un des ressorts les plus simples.

Ressort hélicoïdal de traction ou compression

Ce type de ressort, encore appelé

« ressort à boudin »peut être considéré comme une barre de torsion que l'on aurait enroulée en hélice.

C'est sans doute le plus courant. La section et

la forme du ressort peut varier.

Autres ressorts hélicoïdaux …

Ressort à lames

Ressort de suspension à lames multiples sur un véhicule militaire. Ressort très fiable.

Ce type de ressort est surtout utilisé pour la suspensions de véhicules.

Ressorts élastomères

Les ressorts en caoutchouc ont une très bonne résistance aux sollicitations dynamiques, cependant La reprise de leur forme initiale n'est pas instantanée après qu'ils aient subi une déformation.

Ceci est dû au comportement toujours plus ou moins viscoélastique de ces matériaux.

Utilisation des ressorts élastomères

Ressorts annulairesOn réalise des systèmes élastiques à

hauteur variable en empilant des bagues coniques.

De tels systèmes, soumis à une charge axiale, diminuent de longueur en raison de la dilatation des bagues extérieures et de la contraction des bagues intérieures.

Les anneaux intérieurs « mâles » pénètrent dans les anneaux extérieurs « femelles » :

Lorsque la compression du ressort est très forte, les anneaux intérieurs (ou extérieurs) finissent par entrer en contact entre eux.

Lorsque tous les anneaux sont ainsi en contact, cela impose une compression maximale.

Les frottements très importants qui se produisent entre les bagues sont tels que la force axiale fournie lors de la détente de l'empilement est très largement inférieure à celle qui était appliquée lors de la mise en charge. Ils provoquent une perte d'énergie considérable qui correspond à la zone hachurée du diagramme représentant le cycle compression-détente.

Ce procédé permet en parti d’absorber les chocs.

Diaphragmes

Types de ressorts diaphragmes: Aussi appelées rondelles élastiques, elles peuvent être

empilées. Les diaphragmes en coupelle à lames multiples sont utilisés

en particulier dans certains embrayages.

Rondelle Ring Spann

Rondelle Borelly

Ressort en coupelle

Merci à tous pour votre attention.