Une nouvelle publication de quatre cas concrets dans la Mécatech du Cetim : Cas Concrets – Arbres et axes rompus en fatigue.
Il s’agit de cas d’analyses de défaillances survenues en service : un arbre de machine à scier le marbre et un arbre d’entraînement de pompe, un axe de pompe et un axe de vérin. Ce sont quatre cas de défaillance par fissuration progressive en fatigue.
Quelle attitude tenir face à une rupture d’organes de machine ? Vaste sujet ! Cependant, l’expertise de défaillances doit respecter une démarche logique et des règles de bonnes pratiques. Pour s’en convaincre, un détail des étapes clés et des conseils pratiques distillés dans cet article, publié dans le n° 36 de juin 1974 de Cetim-Infos, premier de notre série « Vintage ».
Des dizaines de milliers de cas ont été traités ces quarante dernières années par le Cetim. Cette expérience fait de l’Institut technologique Cetim avec ses centres associés (Cetim-Cermat, Cetim-Certec) et partenaires (LRCCP), une référence dans le domaine à même d’intervenir dans tous les secteurs d’activités.
Les différents articles de cette série « Vintage » sont issus de publications dans la revue Cetim-Informations. Bien que certains soient anciens, le contenu de ces articles est toujours d’actualité…
Une étude intéressante d’analyse de défaillance de roulement et de ruptures de denture survenue en Inde sur une éolienne. L’article bien détaillé et illustré vient d’être publié par Bioinfo Publications.
Un décollement intempestif de peinture sur des boutons de commande automobile alerte le plasturgiste sur le mélange utilisé.
Alertée par un de ses clients pour un problème de décollement de peinture sur des touches de commande de siège automobile, Grand Perret a demandé au Cetim de déterminer rapidement si ce décollement est dû à la peinture ou à l’injection plastique.
La connaissance des peintures, de leurs applications, du traitement de surface, et ses moyens d’essais permettent au Cetim d’apporter des réponses précises et des actions correctives aux problématiques peintures.
Les assemblages mécaniques vissés prennent une part très importante dans les techniques de liaison des constructions métalliques et mécaniques. Les éléments d’assemblage participent aux efforts appliqués au même titre que les pièces qu’ils relient. Ils peuvent être soumis en service, à des contraintes statiques, dynamiques, de frottement, et doivent résister à divers milieux agressifs. Il faut donc leur conférer des propriétés mécaniques et une résistance à la corrosion adaptée. Les vis en particulier, sont donc après mises en forme, le plus souvent, traitées thermiquement pour leur donner les caractéristiques mécaniques désirées, elles peuvent recevoir ensuite un traitement de surface pour les protéger contre la corrosion, mais aussi pour leur apporter des propriétés de frottement. Au cours de ces différentes étapes, mais aussi lors des phases de montage et de fonctionnement, des facteurs externes sont susceptibles de modifier leur comportement, entraîner leurs dégradations et par conséquent celles des assemblages.
Au cours de ces trente dernières années les laboratoires d’expertises du Cetim et de ses centres associés (Cetim-Certec et Cetim-Cermat) ont pu analyser de nombreuses vis dégradées, rompues, corrodées, usées, etc.
L’étude des différentes expertises réalisées permet de mettre en lumière, les modes de dégradations principaux des
assemblages vissés et leurs causes. Elle montre aussi une évolution, dans le temps de la répartition des modes d’endommagement, et traduit l’influence plus grande de nouvelles technologies de production (usinage, traitements sous atmosphère…) ainsi que la diversification des sources d’approvisionnement, tant pour les matières premières que pour les sous-traitants.
Je viens de trouver sur www.forum 4X4.org, une belle rupture initiée sur une fissure de fatigue ancienne. Le « quatre-quatreux » ne se trompe pas. Il s’agit effectivement d’une rupture de fatigue. La zone de fatigue correspond à la zone rouillée, cette fissuration progressive date et comme le dit un autre participant de ce forum : « Ton tirant se souvient des mauvais traitements précédents.. ». Certes c’est vrai mais s’agissant d’une fissure de fatigue, il ne serait pas impossible que la pièce présente un défaut à l’endroit de l’amorçage. Il se situe au niveau du plan de joint de forgeage et pourrait présenter de ce fait des replis. Dans les fiches d’analyse de défaillance que nous publierons prochainement un cas similaire fait l’objet d’une fiche. J’en ai extrait la microphotographie montrant les replis dans le plan de joint et au fond de ceux-ci des amorçages de fissurations progressives secondaires.
Voir : http://www.forum4x4.org/threads/114752-toyota-solide-mon-oeil!!!
Cette galerie contient 4 photos.
Bien que les mécaniciens mettent le plus souvent tout en œuvre pour assurer la fiabilité et la pérennité des machines qu’ils conçoivent, chacun sait qu’un certain nombre de défaillances survient, tantôt sans caractère systématique, tantôt de façon répétée. Leurs conséquences … Lire la suite
This paper is a discussion about automotive suspension coil springs, their fundamental stress distribution, materials characteristic, manufacturing and common failures. An in depth discussion on the parameters influencing the quality of coil springs is also presented.
Following the trend of the auto industry to continuously achieve weight reduction, coil springs are not exempt. A consequence of the weight reduction effort is the need to employ spring materials with significantly larger stresses compared to similar designs decades ago. Utilizing a higher strength of steel possesses both advantages and disadvantages. The advantages include the freedom to design coil springs at higher levels of stress and more complex stresses. Disadvantages of employing materials with higher levels of stress come from the stresses themselves. A coil’s failure to perform its function properly can be more catastrophic than if the coil springs are used in lower stress. As the stress level is increased, material and manufacturing quality becomes more critical. Material cleanliness that was not a major issue decades ago now becomes significant. Decarburization that was not a major issue in the past now becomes essential.
To assure that a coil spring serves its design, failure analysis of broken coil springs is valuable both for the short and long term agenda of car manufacturer and parts suppliers. This paper discusses several case studies of suspension spring failures. The failures presented range from the very basic including insufficient load carrying capacity, raw material defects such as excessive inclusion levels, and manufacturing defects such as delayed quench cracking, to failures due to complex stress usage and chemically induced failure. FEA of stress distributions around typical failure initiation sites are also presented.
Voir la source : ScienceDirect – Engineering Failure Analysis : Design and failure modes of automotive suspension springs.
Ce site de l’ECAM présente un cours théorique et pratique sur la microscopie électronique. Un chapitre est consacré à l’analyse de défaillance de pièces.
Une galerie présente de nombreuses photos au MEB.
Plus d’info : http://materiaux.ecam.fr/savoirplus/meb/index.html
www.omafra.gov.on.ca/french/engineer/facts/10-072.pdf
