5234 Calcul Des Soudures

8/10/2019 5234 Calcul Des Soudures

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STRUCTURES METALLIQUES

DOSSIERIER

CALCUL

DES

SOUDURES

BTS

Conception

Ralisation

Chaudronnerie

Industrielle

Ministre de l ducation Nationale, de

l Enseignement Suprieur et de la Recherche


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Thierry Sancier STS CRCI S6.2.2 Lyce Lon Blum Le Creusot 1

Le calcul de soudures

Sommaire : P11Quelques exemples de ruptures dans les constructions soudes.

11Incidents dus une conception incorrecte. P2

12Incidents dus des calculs incorrects. P313Incidents dus aux conditions de services autres que prvues. P414Incidents dus une excution non satisfaisante. P515Bilan. P5

2Type de calcul.21Assemblages non calculs. P622Assemblages soumis un calcul en fatigue. P723Assemblages non soumis un calcul en fatigue. P8

3Classede qualit dune soudure. P94Exemple dune dmarche industriellevisant assurer la fiabilit de soudures en fatigue dun bogie.

41Les missions du bureau dtude. P1142Exemples de parachvements.421Le meulage. P14422La refusion T.I.G. P1543Les missions du bureau des mthodes. P1644Les missions du Service Qualit. P1845Bilan. P19

5Principe de vrification dun cordon dangle en statique.51Vrification dun cordon dangle en statique avecle module Design Accelerator dAutodesk Inventor Professionnal. P20

52Dfinitions.521Section efficace dune soudure. P22522Gorge duncordon de soudure. P23523Longueur utile pour le calcul. P23

53Principe de vrification des cordons dangle suivant la thorie. P24

54Dtermination des composantes ,,// pour les cas classiques.541Etude des cordons Frontaux. P25542Etude des cordons Latraux. P26543Etude des cordons Obliques. P27

55Dimensionnement selon le code CM66. P2956Dimensionnement selon lEurocode 3. P2957Application n1. P3058Application n2.

581Mise en situation. P33582Exprimentation avec la machine de traction. P34583Simulation Calcul Elments finis Cosmos . P35584Fiche rcapitulative. P37

6Exemples de calculs.61BTS session 2006. P3862Attache duntube sur une platine. P39


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1 Quelques exemples de ruptures dans les constructions soudes.

(Daprs les monographies recueillies par lInstitut International de la Soudure)

11Incidents dus une conception incorrecte.

111 Type de construction accidente.

Il sagit de wagons-citernescomposs dun rservoir reposant sur unchssis par lintermdiaire de deux aileronslatraux.Ces ailerons sont en tle plie de 8 mmdpaisseur, chaque aile ayant 60 mm delarge. Ils sont, dune part, souds sur la tledes viroles et des fonds et, dautre part, fixssur le chssis au moyen de boulons de

diamtre 25 mm.Afin dviter les nuds de soudure aucroisement des cordons longitudinaux etcirculaires, les ailerons ont t chancrs audroit du passage des cordons circulairesdassemblage des viroles et des fonds

Lavarie intresse les ailerons quiprsentent des fissures dans les anglesrentrants de lchancrure, partir delextrmit des cordons de soudure.

112 Causes prsumes des avaries.

Les fissures observes sont laconsquence dun effet de rigidit de laliaison soude vers les extrmits desailerons dans des parties affaiblies par leschancrures et soumises des sollicitationsalternes importantes.

Daprs les rsultats obtenus, il estapparu que les modifications suivantes dans

la conception de lassemblage devaientpermettre dapporter une diminutionsuffisante du taux de travail dans les angles.

-Suppression des boulons extrmes defixation de la citerne sur le chssis ((a)sur la figure 3)

-Renforcement de lextrmit desailerons au moyen dune plaquettesoude de 745 mm de long sur unelargeur maximale de 50 mm.


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12Incidents dus des calculs incorrects.

121Type de construction accidente.

La rupture sest produite sur uneplate-forme de forage en Mer du Nord.La plate-forme est constitue par une

ossature tubulaire reposant sur quatrepieds entretoiss par des membrurestubulaires. La figure 1 montre une vueen plan de la plate-forme.

La rupture a consist en ceci :Les entretoises diagonales situes 600mm environ au-dessous du niveau desmares astronomiques les plus basses sesont compltement dtaches des pieds

principaux.

122 Sollicitations en service imprvues.Les membrures horizontales proximit du niveau de la mer sont soumises une violente

action des vagues et les charges sont complexes. Dautres contraintes ont pu apparatre du fait devibrations de Slamming, de la flottabilit et de la trane horizontale.

Il est possible de calculer approximativement les contraintes engendres par la pousseverticale due laction des vagues, mais ces calculs dpendent normment du coefficient de

pousse suppos. La quantit exceptionnellement importante de vgtation marine enrobant lesmembrures a d constituer un facteur ayant sur les forces de pousse un effet considrable. Cettevgtation atteignait 200 mm au moment de la rupture, de sorte que le diamtre des tubesdentretoisement, qui tait de 300 mm origine, se trouvait effectivement port 700 mm.

123 Causes prsumes de laccident et enseignements qui paraissent pouvoir en tre tirs.

On est arriv la conclusion que la rupture tait due une flexion, provoque par lesvagues, dans le plan vertical de lentretoisement diagonal crois. Il est recommand de situer cetentretoisement crois soit bien au-dessus, soit bien au-dessous du niveau de la mer, l o la poussedes vagues serait inexistante ou considrablement attnue, ou alors de concevoir cet entretoisementcrois de telle sorte quilrsiste la pousse des vagues.


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13Incidents dus aux conditions de services autres que prvues.

131Type de construction accident.

Une conduite force de 1200 mmde diamtre intrieur reposait sur desappuis en forme de selle, espacs de 14

m ; les viroles prsentaient deux soudureslongitudinales excutes larc.Lpaisseur de la paroi variait de 6 11mm en fonction de la pression intrieure.La conduite tait en acier S350.

132Sollicitations en service normales.

Le calcul de la contrainte, unniveau donn de la conduite, prend pour

base la pression statique de leau,augmente dune surpression de 45%

pour tenir compte des coups de blier.La cassure sest produite un endroit ola hauteur de chute tait de 61 m, ce quicorrespond une pression statique de 6,1

bars et une surpression de 2,7 bars.Compte tenu de ces valeurs et desdimensions de la conduite (diamtre :1200 mm, paisseur : 6 mm), la contrainteeffective nominale maximale ressort :

max i P max i *D max i

2 * paisseur=88 Mpa

Cette contrainte relativement faible a conduit, pour une limite dlasticit garantie de 350 Mpa uncoefficient de scurit de 2,7. Au regard de la pression pulsatoire interne, la conduite estdimensionne de manire suffisamment large.Dans ce calcul ne sont pas pris en considration les efforts de flexion engendrs par les chargesextrieures et par lovalisasion, la dformation due aux variations de temprature et auxmouvements des appuis, ni les effets de la corrosion.Aprs huit annes de service, plusieurs ruptures similaires se sont produites luneaprs lautre.

133 Causes prsumes de laccident et enseignements qui paraissent devoir en tre tirs.La rupture est due laction de plusieurs facteurs :

Aucune information nexiste sur les conditions relles de service et il est permis de supposer que lafermeture de la vanne de pied a provoqu une forte surpression.La corrosion a indubitablement jou un rle important dans la vitesse de dveloppement de lafissure.Laltration des caractristiques du mtal du fait des feuilletages observs mrite de retenir

particulirement lattention. Pour des tuyaux haute rsistance, soumis non seulement une chargestatique, mais encore une charge cyclique, on ne peut tolrer sur les bords soude r quune faiblequantit dimpurets sous forme de stratifications (feuilletages), en particulier si ces tuyaux sontforms ou expanss froid aprs soudage. Ceci signifie que les bords souder doivent treexamins par voie non destructive en vue de la dtection des feuilletages.


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4Incidents dus une excution non satisfaisante.

141Type de construction accidente.

Laccident affecte les deux dernires des troisroues composant le rotor dun compresseur

centrifuge. Chacune de ces deux roues a environ 1 mde diamtre et est constitue de deux flasques, entrelesquels vingt-quatre aubes sont fixes au moyen desoudures dangle continues. La vitesse de rotation desroues avoisine 5000 tours par minute.

On a observ sur la dernire roue huit cassures et surlavant-dernire trois fissures, affectant toutes leflasque situ du ct de lentre du gaz.

142Causes prsumes de laccident.

Les ruptures et fissures de fatigue, observessur les flasques situs du ct de lentre du gaz dansles deux dernires roues du rotor du compresseur,doivent tre mises en relation avec limparfaiteexcution des assemblages entre ces flasques et lesaubes. Elles devraient pouvoir tre vites par unaccostage correct des aubes sur les flasques et par unemeilleure excution des soudures dangle.

AUBES DE COMPRESSEUR CENTRIFUGE

(Doc. IIS/IIW-556-78)

15Bilan :

Le calcul de soudure permet de dimensionner les cordons et garantira le bon fonctionnementdu mcanisme pour assurer une dure de vie donne si:

Les hypothses de calculs sont correctes.

La qualit des cordons est conforme aux normes.

Les savoir-faire sont intgrs ds la conception du produit.


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2 Type de calcul.

La norme classe les assemblages souds en fonction du type de sollicitation auquel ils sont soumis.

21Assemblages non calculs :

Ils sont conus et raliss en fonction de lexprience et par

comparaison.Exemple 1 : La gorge note a du cordon de souduredu mobilier de bureau (tables - chaises), des btismcano-souds,est dfinie par exprience.

Elle suit la rgle suivante pour les cordons en angle

(Voir Doc plan Potain).Sauf indication

;

Exemple 2 : Les soudures dtanchit soumises une diffrence de pression constante nesont pas calcules mais rglementes par un code (CODAP, ASME, AD.Merkblater etc.).

La rsistance du cordon de soudure est assure par des prcautions prises sur lesprparations des bords souder, les qualifications des modes opratoires de soudage et lescontrles. Pour lassemblage ci-dessous, seules les paisseurs de la virole et du fond sontcalcules.

CODAP DIDACTIQUE 2005 Division 1 Partie F - FABRICATIONAnnexe FAI - CONCEPTION DES ASSEMBLAGES SOUDS (page 109)

3- Assemblage d'une enveloppe cylindrique avec un fond bomb (suite)

3.1 - Fond dextrmit (suite

3.1.2 - Assemblage recouvrement dun fond torisphrique ou elliptique

Partie B: ; Partie A:

Lassemblage nest admis en catgorie de construction

B2 que si

Note 2 : Ligne de tangence.

a)

Catgories de construction

B2 C

Rupture fragile

Epaisseurs de rfrence

Partie A Zone fondue Partie B

Brut desoudage

AvecTTAS

FatigueCas selon annexe C11.A2

TTASEpaisseurs de rfrence

3.1 g

Notes et remarques


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22Assemblages soumis un calcul en fatigue :

On a constat sur certaines ralisations industrielles (ponts, bateaux soumis la houle,engins de manutention...) soumises des chargements variables, que des ruptures en service se

produisaient alors que ces constructions taient supposes travailler dans un domaine purementlastique.

Dans certains cas, les contraintes taient mme trs infrieures la rsistance lastique (Re)

du matriau constitutif, ce qui semblait exclure toute rupture.Les concepteurs de ces ensembles avaient nglig (ou ignoraient) le phnomne de fatiguemcanique susceptible de produire la fissuration progressive et dans certains cas la rupture de laconstruction.

Les charges cycliques sont dterminantes. Les assemblages soumis un calcul en fatiguesont conus et raliss pour rsister des contraintes variables dans le temps.On a lhabitude de reprsenter un chargement variable sous forme sinusodale, mme si cela estdiffrent dans la ralit. Cette variation deffort produit une variation de contrainte dans leslments sollicits.

Exemple : Les soudures de rsistance mcanique des longerons des bogies de train sontcalcules en fatigue et respectent les codes de construction des appareils ferroviaires.La gorge du cordon de soudure est calcule et des prescriptions sont dfinies sur la Qualitde la ralisation de la soudure. .

Roues

Moteur

Traverse

Tubulaire

Longeron

Essieux Traverse

Bogie de TGV ALSTOM


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23Assemblages non soumis un calcul en fatigue :

Les charges statiques sont dterminantes et on peut prsupposer que la fatigue ne sera pas lefacteur prpondrant. On considre que le nombre de cycles Ncycle doit respecter:

Ncycle 7.10

10 avec Ncycle : nombre de cycles prvus pour la dure de vie de louvrage.

3 et =max min : tendue des contraintes appliques en Mpa.

Exemple : Vrification des soudures des tourillons de levage dunecuve (Mmotech p215).

Ouvrages en chaudronnerie et tuyauterie - rservoirs

12.4 TOURILLONS DE LEVAGE

CARACTERISTIQUES DES TOURILLONS DE LEVAGELes tourillons de levage sont dfinis pour les appareils verticaux. Le rapport hauteur sur diamtreest au moins gal 3.Cest le cas en particulier des colonnes de distillation et appareils similaires.

Forceadmissible partourillon P

(N)

Fourrure Tube Tampon C(mm) Massepartourillon

(kg)

A mini(mm)

D(mm)

a(mm)

B(mm)

e2(mm)

40000 500 168,3 8 250 8 150 1060000 500 168,3 10 250 10 150 12,580000 500 168,3 12,5 250 12 150 15100000 600 219,1 12,5 300 14 150 22,5150000 600 219,1 20 300 16 150 30200000 600 219,1 25 300 18 150 35500000 700 273,1 25 350 25 180 57

Fixer la valeur de la cote X en fonction des dimensions de la colonne.

Prvoir un trou sur la fourrure lextrieur du tubepour la dcompression lors du soudageDocument Mmotech page 215


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3Classe de qualit dune soudure.

Il faut bien comprendre que calculer des soudures est une utopie si des garanties ne sont pasprises au niveau de leur excution et de leur contrle.

Mais raliser une soudure de grande qualit sans dfaut rdhibitoire ncessite une suitedoprations onreuses (cot du soudage, des contrles, des essais et des rparations). On peut leslimiter selon deux critres : la svrit des sollicitations.

les consquences quentranerait sa dfaillance.

La norme prend en compte ces critres pour dfinir la classe de qualit dune soudure.

Risques encourus en cas de dfaillance. (R1, risque important ; R3, risque faible)

Svrit des sollicitations.

Extrait de la norme NF E 83-100-1

Dfaillanceen service

Ncessit du remplacement,ou de la rparation de llment

dfaillant

Condition deremplacement,de rparation

Dpannage sur site

Grades derisques

Entranantlarrt

immdiat

Nentranantpas darrtimmdiat

Diffr

Difficile Facile Impossibleou difficile

FacileImmdiat Dlai

courtDlailong

R1 X X X X

R2 X X X X

R3 X X X X

Risques encourus Extrait de la norme NF E 83-100-1TABLEAU 1

Sollicitation en service des joints soudsClasse de qualit de soudure

en fonction des grades de risques

R1 R2 R3

Assemblagesnon soumis un calcul en

fatigue

Contraintesstatiques

A A B

A B C

B C C

Assemblagesoumis un

calcul en

fatigue

Contraintescycliques

A A B

A B C

B C C

Assemblages non calculsSollicits A A B

Peu sollicits A B C

contrainte pondr calcule

contrainte la limite lastique conventionnelle

tendue des contraintes appliques

tendue des contraintes admissibles 2x109 cycles (voir annexe A) Le calcul en fatigue nexclut pas la vrification en statique. Retenir le rsultat le plus dfavorable.


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La classe de qualit de la soudure tant choisie, la norme impose le degr d aptitude dusoudeur et ltendue des contrles.

Exemple de limites des dfauts accepts suivant la classe de qualit.

Extrait de la Norme europenne NF EN ISO 5817 Novembre 2007 Soudage, assemblages en Acier, Nickel, Titane et leurs alliages souds par fusion

(Niveaux de qualit par rapport aux dfauts)

Classe de qualit desoudure

Degr daptitude des

soudeurs et oprateurs

Etendue des contrlesVisuel Radiographie ou

ultrasonsMagntoscopie ou

ressuageB I. 100% > 50% (1) (2) (3) > 50% (1)

C II.

100%

> 10% (4)D III. 100%

(1) Par accord entre le constructeur et lacheteur, la contrle par radiographie au par ultrasons peut tre remplac par un c ontrle parmagntoscopie ou par ressuage et vice-versa.

(2) Pour les assemblages en angle, le contrle par ultrasons est remplac par un contrle par magntoscopie ou par ressuage si lpaisseurde la semelle est infrieure ou gale 10 mm.

(3) Les points de concentration des contraintes (nuds, croisements, extrmits des soudures...}sont contrle 100% sur au moins 50mm de part et d'autre de laxe de concentration ou du bord du joint soud.

(4) Le contrle par magntoscopie ou par ressuage est supprim pour les aciers dont la limite d'lasticit est infrieure 355 MPa, silpaisseur t ou la gorge a est intrieure ou gale 20 mm.

Remarques: Les contrles effectus doivent tre rpartis aussi rgulirement que possible sur lensemble de chaque joint soud relevant de la

mme classe de qualit de soudure.

La longueur contrle ne doit pas tre infrieure 400 mm.

Tout joint soud de longueur infrieure 400 mm, est contrl sur la totalit de sa longueur. Pour les joints souds de longueur suprieure 400 mm, toutes les extrmits doivent tre contrles sur une longueur au moins

gale 50 mm.


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4 Exemple dune dmarche industrielle visant assurer la fiabilit

de soudures en fatigue dun bogie.

Remarque : Le calcul des soudures la fatigue est hors programme STS CRCI.

41Le bureau dtude lors de la conception de bogies de train, ralise la maquette numriqueavec un outil de CAO, puis dfinit, partir de logiciels de calculs lments finis, les zones qui

prsentent un risque de dtrioration des soudures (fissuration).Lanalyse des rsultats oriente le concepteur sur la classe de qualit des diffrentessoudures. Il pourra ventuellement proposer des parachvements de type meulage ou re-fusionTIG sur certaines soudures. Ces oprations, certes coteuses, permettent nanmoins daugmenterla tenue la fatigue des soudures de plus de 20%.

Lorsque la marge de scurit est insuffisante, le concepteur reprendra la conception(paisseurs , formes) du chssis avec le risque daugmenter son poids.

Unchssis prototype est construit et test jusqu rupture pour valider le Process avant delancer la fabrication en srie.

L critre de scurit est dterminpar le diagramme de HAIGH


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Le bureau dtude spcifie sur le plan les caractristiques de chaque cordon.


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42Exemples de parachvements.

421Le meulage.

Cette opration est effectue sur le dbut et la fin de soudures, mais aussi sur les reprises depasses. Pour cette opration, toutes les pices sont concernes : longerons, traverses, chssis,assemblages de pices. Le meulage des bourrelets de dbut de passe, des cratres de fin de passe

et des reprises de soudure est ncessaire afin dviter les dfauts.

Soudure

robot.

Reprise de passe

Soudure

manuelle.

Le meulage de la reprise de passelimine la sur- paisseur(Zone de concentration de contraintes)

Cratre de fin de passe meulage du cratre


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422La refusion T.I.G.

La refusion T.I.G. (Tungstne Inerte Gaz) limine le caniveau entre le mtal de base et celuidapport. La courbure du raccordement est plus grande.

Les caniveaux au pied de la soudurerisquent de crer des micro fissures

lorigine des amorces de rupture.

Refusion T.I.G

Dtail 4


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43Le bureau des mthodes va mettre en place des fiches instructions pour laralisation des cordons et des parachvements


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44Le service Qualitva mettre en place des fiches contrle pour chaque cordon.

Pour ces contrles, le centre de qualit met disposition des contrleurs un dossier o tousles dfauts sont rpertoris, ainsi que les critres dacceptation des dfauts dans les soudures. Cedocument est rdig par le centre de qualit, par rapport aux normes.

Le contrle visuel permet de dtecter les dfauts de surface, la taille de la gorge, laprofondeur de la soudure pour les refusions T.I.G., etc.

Tout au long de la chane de montage, les pices sont contrles par ultrasons etmagntoscopie pour dtecter les dfauts internes.


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45Bilan: Le calcul seul nest pas un gage de russite pour le bon fonctionnement dun appareil.

On doit sassurer que le cordon ralis est conforme aux exigences attendues par le bureau dtude.

Meulage + refusion T.I.G.


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Vous pouvez choisir une combinaison des cas de charge, diffrents matriaux et plusieursprocdures de calcul. Imposer le facteur de scurit 1, choisir la forme du cordon, lancer le calculpuis relever leffort admissible maximum par chaque cordon.

Vous dfinirez avec votre calculatrice le coefficient de scurit adopt pour chaque cas.

513 Bilan :

Le coefficient de scurit adopt par la norme des tourillons est denviron 25. Ce coefficient descurit est grand : pourquoi ?

Cette soudure nest pas une soudure dtanchit soumise par exemple au CODAP,

mais une soudure mcanique qui rpond aux normes des appareils de levage.Dans les hypothses de calcul, leffort est vertical, alors que sa direction devrait tre celle

de llingue. (la modlisation de laction mcanique est plus ou moins prcise).

La norme pour les tourillons na pas jug utile de spcifier une classe de qualit pour cettesoudure, elle sera considre comme une soudure qui ncessite peu dattention.

La norme privilgie pour ces cordons une construction lourde avec une quantit de mtal dposimportante et des prcautions moindres pour la mise en uvre et pour le contrle.

A noter quuncordon trop trapu nest pas conomique et prsente un risque de dfaut plusimportant. Rappelons que le cot dpend de la masse de mtal dpos, qui est proportionnelle au

carr de la gorge. Dans ce cas prcis, la norme a estim quil serait globalement plus conomique desur - dimensionner le cordon et de limiter les contrles.


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52 Dfinitions :

521 Section efficace dune soudure

Elle correspond au rectangle dfini ci-dessous.

522 Gorge dun cordon de soudure.

Cest la distance de la racine (rgion de la premire passe, la plus loigne du soudeur) la surfaceextrieure, abstraction faite des surpaisseurs. Elle est note a.


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Si la pntration est contrle, on peut en tenir

compte.

Par contre, en cas de dfaut daccostage, la gorge

est rduite par rapport celle mesureeffectivement

523Longueur utile pour le calcul .

La longueur de cordon prise en compte dans le calcul est la longueur relle diminue des cratresdextrmits (amorage et vanouissement de larc) lorsquils nesont pas limins.

En gnral, on prend comme longueur de cratre la gorge de soudure a.

Lcalcul = Lrelle2a

Dans ces deux cas suivants : , Lcalcul = Lrelle

Cordons boucls (le contour est ferm et la fin du cordon vient recouvrir le dbut).

Appendices de soudage (ils seront coups lorsque la soudure sera termine).

Pice assembler

Appendice

de soudage


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53Principe de vrification d es cordons dangle suivant la thorie.

On dfinit une contrainte de comparaison note c qui est une combinaison des composantes du

vecteur contrainte moyen not :

C ( ,,// ) o la fonction f est dtermine exprimentalement partir dessais de rupture surdes cordons rels. Suivant les codes, la fonction voluera.

est la normale de la facette

G centre de gravit de la facette.

Notations

a paisseur utile ou gorge. Distance minimale de la racine la surface du cordon ;lw longueur utile du cordon ;

N effort pondr appliqu chaque cordon, suppos centre au milieu de la longueur du cordon;

, // composantes de la contrainte moyenne rapporte la section de gorge du cordon a . Soit :

composante perpendiculaire la section ;

composante dans le plan de la section perpendiculaire l'axe longitudinal du cordon :

// composante dans le plan de la section parallle l'axe longitudinal du cordon.

Pour que le cordon de soudure rsiste aux sollicitationsmcaniques :

On doit vrifier que : C a

( a est la contrain te admissibl e par l e matri au de lasoudure)

Cette contrainte admissible par le matriau de lasoudure est fonction soit de la rsistance lastique soitde la rsistance la rupture du mtal dapport du

cordon de soudure une temprature donne.


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//

4Dtermination des composantes ,

,

// pour les cas classiques.

541Etude des cordons Frontaux.

a = 1.4mm

l = 40mm

La pice rouge est en quilibre, on peut lui appliquer le Principe Fondamental de la Statique en A.

On peut se ramener un problme dans le plan de symtrie de lassemblage.

On dtermine la force moyenne transmissible par la facette bleue (section efficace) en son centre de

gravit G. La projection de cette force dans le repre R (

n

) permet de dterminer

,// , .


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//

542Etude des cordons Latraux.

a = 1.4mm

l = 20mm

La pice rouge est en quilibre, on peut lui appliquer le Principe Fondamental de la Statique en A.

On peut se ramener un problme dans le plan de symtrie de lassemblage.

On dtermine la force moyenne transmissible par la facette bleue (section efficace) en son centre de


n

) permet de dterminer

,// , .


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//

543Etude des cordons Obliques.

Leffort N est dans le plan horizontal exerc sur la pice jaune. a = 1,4 mm

La face arrire de la pice rouge est encastre. l = 40 mm

La pice jaune est en quilibre, on peut lui appliquer le Principe Fondamental de la Statique en A.

On dtermine la force moyenne transmissible par la facette (section efficace) en son centre de


n

) permet de dterminer,// , .


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On isole la pice jaune qui est en quilibre.

//


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55Dimensionnement selon le code CM66.

1Dimensionnement selon la norme NF P 22 470 et les rgles CM 66

Les dimensions du cordon de soudure doivent satisfaire la condition :

K tant un coefficient dpendant de la nuance de lacier

Pour acier S235 : k = 0,7

Pour acier S355 : k =1,0

56Dimensionnement selon lEurocode 3.

2. Dimensionnement selon lEurocode 3

Formule fondamentale

Elle est donne par lannexe M de lEurocode 3 et elle exprime que les composante de la contrainte

Moyenne rapporte la section de gorge du cordon de soudure doivent satisfaire la condition :

Avec les coefficients et variable selon la nuance dacier:

nuances dacier

235 MPa 360 MPa 1,25 0,80 1,00275 MPa 430 MPa 1,30 0,85 1,10355 MPa 510 MPa 1,35 0,90 1,20


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57Application n1.

On souhaite vrifier que les assemblages ci-dessus rsistent leffort N .

cordons Frontaux cordons Latraux cordons Obliques

matriaux S235 S235 S235

gorge 1.4 mm 1.4 mm 1.4 mmLongueur utile longueur 74.4 mm 68.8 mm 74.4 mm

effort pondr

N

20000Newton 20000Newton 20000Newton

angle nant nant 20

//

CM66 c

CM66 a

CM66 Rsistance ?

Eurocode 3 c

Eurocode 3 a

Eurocode 3 Rsistance ?

AIP 11

Mthodestandard

Bilan on remarque que :

Les cordons ...sont plus rsistants que les cordons avec lamme quantit de mtal dpos.

LEurocode 3 autorise un crouissage des cordons plus important que le CM66. Les

constructions seront plus conomiques.Le module dAIP11 laisse lutilisateur le choix du coefficient de scurit pour ledimensionnement .


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58 Application n2.

On souhaite dterminer leffort de traction N maximum que pourra supporter lprouvetteci-dessous avant rupture.

581 Mise en situation .


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583 Simulation calcul lments finis Cosmos

Charge dune tonne.Equivalent une pression de 42Mpa.Sur la face extrieure (flches rouges)

Maillage

Contrainte quivalente de Von Mise


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Contrainte quivalente deVon Mises dans les soudures

Iso contrainte de Von Mises


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584 Remplir la fiche rcapitulative ci-dessous et conclure.

cordons Frontaux cordons Latraux

matriaux S235 S235

gorge 1.4 mm 1.4 mm

Longueur utile longueur 74.4 mm 68.8 mm

//

CM66

c

CM66 a

CM66 effort pondr

N maxi

Eurocode 3

c

Eurocode 3 a

Eurocode 3 effort pondr

N maxi

AIP 11

Mthode

standard

effort pondr

N maxi

Exprience

Machine detraction

effort pondr

N maxi

Simulation

Calcul Cosmos

Elments finis

effort pondr

N maxi

Bilan :


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6Exemples de calculs

61Extrait du BTS ROC session 2006

3) OREILLE DE LEVAGE

Lappareil est dplac vide par des lingues venant laccrocher sur quatre oreilles.(Voir (DTS U41-B) Fig.6).DONNES :

Action de llingue/oreille : F, //F//= 6OkN. Coefficient de pondration des charges : Kp=1,5. Longueur utile des cordons de soudure : Rsistance lastique du matriau de loreille du mtal dapport : e-295MPa. K-0,85

QUESTION ;31) Vrifier la rsistance de la soudure selon la nonne NF P 22-470.


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5234 Calcul Des Soudures