Modèle analytique amélioré pour les ressorts de compression cylindriques meulés en prenant en compte le défaut de parallélisme de leurs surfaces d'appui - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2023

Enhanced stiffness analytical model for cylindrical compression springs with ground ends, considering the parallelism defect of the support surfaces

Modèle analytique amélioré pour les ressorts de compression cylindriques meulés en prenant en compte le défaut de parallélisme de leurs surfaces d'appui

Manuel Paredes
Hervé Orciere
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1060496

Résumé

The equation governing the mechanical behavior of cylindrical compression springs is known and is adopted by all norms and standards. However, it admits many simplifications and it has regularly been noted that, for certain springs, this formula admits a high stiffness error. Recent work has successfully modeled more accurately the phenomena involved during the compression of springs with unground close ends. Unfortunately, this phenomenon is also present in ground springs. A scientific approach was therefore carried out in order to analyze the possible sources of this non-linearity in this last category of springs. This research revealed a strong correlation and proportionality between the presence of nonlinearity and the lack of parallelism of the ground surfaces of the spring. A new analytical model was developed by taking the entire geometry of the spring into account, including its deffect of parallelism. This model has been successfully compared with experimental results. The analytical bilinear curve superimposes perfectly on the experimental curves, while the straight line resulting from the standards admits a significant error throughout the compression.
L’équation régissant le comportement mécanique des ressorts de compression cylindriques est connue et est adoptée par l’ensemble des normes et standards. Néanmoins, elle admet beaucoup de simplifications et il a été régulièrement relevé que pour certains ressorts, cette formule admet une erreur de raideur élevée. De récents travaux ont permis de modéliser avec succès de manière plus précise les phénomènes mis en jeu lors de la compression des ressorts à extrémités rapprochées non meulées. Malheureusement, ce phénomène semble aussi présent chez les ressorts meulés. Une démarche scientifique a donc été menée afin d’analyser les éventuelles sources de cette non linéarité chez cette dernière catégorie de ressorts. Ces recherches ont révélé une forte corrélation et une proportionnalité entre la présence de non linéarité et le défaut de parallélisme des surfaces meulées du ressort. Un nouveau modèle analytique a été élaboré en prenant l’ensemble de la géométrie du ressort, dont son défaut de parallélisme. Ce modèle a été confronté avec succès avec des résultats expérimentaux. La courbe bilinéaire analytique se superpose parfaitement aux courbes expérimentales, tandis que la droite issue des standards admet une erreur importante tout le long de la compression.
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Dates et versions

hal-04398177 , version 1 (16-01-2024)

Identifiants

  • HAL Id : hal-04398177 , version 1

Citer

Guillaume Cadet, Manuel Paredes, Hervé Orciere. Modèle analytique amélioré pour les ressorts de compression cylindriques meulés en prenant en compte le défaut de parallélisme de leurs surfaces d'appui. S-MART 2023 : 18ème Colloque national S.mart, Arts et Métiers Paristech ENSAM Aix-en-Provence, Université de Toulon [UTLN], Apr 2023, Carry-le-Rouet, France. ⟨hal-04398177⟩
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