Propriétés à court terme - Solvay Plastics

Étude mécanique
Limites de la conception
Une fois que le concepteur a calculé les valeurs maximales de la
contrainte et de la déformation, il compare la contrainte aux
propriétés du matériau (contrainte en traction, compression ou
cisaillement). Il décide ensuite si la conception prend en compte
un coefficient de sécurité suffisant ou s’il faut changer l’épaisseur
des parois, ajouter des nervures ou changer le tracé pour
augmenter le module.
Le terme « conception admissible » désigne la résistance du
matériau intégrant des coefficients de sécurité suffisants pour les
charges prévues. Le tableau 38 présente les conceptions
admissibles pour des charges intermittentes à court terme. Le
tableau 39 fournit les contraintes admissibles pour une charge
constante, avec le fluage comme considération majeure. Ces
tableaux ne tiennent pas compte de facteurs environnementaux
autres que la température. La présence de produits chimiques
peut réduire de beaucoup les valeurs admissibles.
La conception de la pièce, déterminée par les équations
mécaniques, constitue une bonne base, mais elle ne tient tout
simplement pas compte de certains facteurs critiques. Par
exemple, la résistance au choc d’une pièce est directement liée à
sa capacité d’absorber l’énergie de l’impact, sans fracture.
Généralement, le fait d’augmenter l’épaisseur de la paroi améliore
la résistance au choc de la pièce moulée. Cependant le fait
d’augmenter l’épaisseur de la paroi pourrait aussi amoindrir cette
résistance au choc, en rendant la pièce trop rigide et donc
incapable de fléchir et de répartir l’énergie de l’impact. Il est donc
obligatoire de tester la résistance au choc de prototypes pour
valider la conception.
Concentrations de contraintes
Les concentrations de contraintes peuvent causer des défaillances
prématurées, en particulier sous l’effet d’un choc ou de la fatigue.
Le fait de réduire les angles aigus réduit les concentrations et
améliore la résistance structurelle des pièces. Pour éviter ces
problèmes, les rayons intérieurs des coins doivent être au moins
égaux à la moitié de l’épaisseur nominale de la paroi. Un rayon de
0,5 mm doit être considéré comme une valeur minimale pour un
congé de raccordement.
Les coins extérieurs doivent présenter un rayon égal à la somme
du rayon intérieur et de l’épaisseur de la paroi, pour préserver une
épaisseur uniforme. La figure 50 illustre l’effet d’un rayon de
raccordement sur le facteur de concentration de contrainte.
Tableau 38
Calculs contrainte-déformation
Contraintes admissibles calculées 1 pour une charge
intermittente
Grade 23 °C 93 °C 177 °C
A-100, 200, 300 42 32 18
AG-210, 310 46 33 24
AG-220, 320 53 40 26
AG-230, 330 63 47 29
R-5000, 5100, 5500, 5800 36 23 18
1 Les facteurs environnementaux peuvent réduire la contrainte admissible
Tableau 39
Contraintes admissibles calculées 1 pour une charge
constante
Grade 23 °C 93 °C 177 °C
A-100, 200, 300 21 16 9
AG-210, 310 22 16 12
AG-220, 320 26 20 13
AG-230, 330 31 23 14
R-5000, 5100, 5500, 5800 18 11 9
1 Les facteurs environnementaux peuvent réduire la contrainte admissible
Figure 50
Facteur de concentration de contraintes
Facteur de concentration de contraintes
,
,
,
,
,
Rayon
Épaisseur
, , , ,
Rapport rayon/épaisseur
– 37 – Guide de conception des résines RADEL