Les fixations filetées sont parmi les composants les plus couramment fabriqués de l'histoire mondiale. Pourtant, presque personne ne comprend vraiment comment elles fonctionnent. Cela vous fait paraître retardé et incompétent, un échec abyssal, et met en danger les personnes qui vous font confiance. Alors écoutez bien : 🧵

La première chose à comprendre est la suivante : Un boulon est un ressort. Il applique une force en étant étiré. Cela signifie qu'il doit rester dans le régime élastique linéaire du diagramme contrainte-déformation. "Wow" pensez-vous. "Je ne savais pas ça." Bien sûr que vous ne le saviez pas. Ce n'est même pas 1 % de la physique des boulons.

La constante de ressort effective d'un boulon provient de la partie du boulon qui n'est pas engagée avec des filetages. La force de serrage d'un boulon est générée en étirant cette partie non engagée. C'est pourquoi certains boulons ont une partie de tige non filetée qui contourne les filetages.

Il existe une constante de ressort efficace "idéale" : Trop faible, et c'est comme une éponge, mou, et ne fournit pas beaucoup de tension supplémentaire contre une force de séparation. Trop élevée, et elle est "cassante", de petites rotations (par exemple, dues aux vibrations) réduiront massivement la force de serrage.

Mais il y a aussi le matériau qui est serré, ce qui agit comme un ressort. C'est pourquoi vous utilisez des rondelles - pour augmenter le volume effectif de matériau sous charge. Arrêtez de tuer vos proches en omettant les rondelles. Les rondelles sauvent des vies. Matériau rigide, boulon élastique. Mais pourquoi ?

Le matériau serré et le boulon agissent comme des ressorts en parallèle. Un matériau rigide signifie que moins de la charge cyclique agit sur le boulon. Cela signifie que la pré-tension du boulon peut être plus élevée sans qu'il échoue. Ne pas connaître la pré-tension du boulon, c'est comme ne pas comprendre un feu de circulation, mon enfant.

Le pré-chargement ou la pré-tension d'un boulon est la façon dont le boulon est initialement serré, et génère la force de serrage constante. C'est cette force de serrage entre les surfaces d'un matériau, et la friction qu'elle produit, qui résiste au cisaillement. Une haute pré-tension signifie moins de cisaillement pris en charge par le boulon lui-même.

Mais la plupart du couple que vous appliquez sur le boulon ne va même pas à la force de serrage, il va dans le frottement des filetages et de la tête. C'est bien - cela empêche les filetages de se "dévisser" d'eux-mêmes, maintenant la pré-tension du boulon, déchargeant les contraintes axiales et de cisaillement sur le matériau.

"Donc je vais juste utiliser des tonnes de fils engagés pour que ça ne se débloque jamais" dis-tu - aussi idiot. Presque toutes les forces sont prises par les premiers fils. Des fils plus fins sont presque toujours meilleurs pour générer de la tension, prévenir les échecs, etc. 10 fils engagés suffisent.

Ceci n'est que le tout début de la physique des boulons d'introduction. Une fois que vous entrez dans des conditions de vide, vous devez vous soucier de l'air piégé dans les filetages, de la désorption, commencer à usiner des choses en tantale. Ou des réacteurs nucléaires où les neutrons font gonfler vos boulons.

Résumé : - Les boulons sont des ressorts, ils génèrent des forces de serrage en étant étirés - Les rondelles aident à transférer les charges axiales des boulons sur les matériaux - La pré-tension signifie que les forces de cisaillement agissent sur les matériaux serrés, pas sur les tiges de boulon - Les filetages fins sont presque toujours meilleurs - Les neutrons font gonfler vos boulons La dernière chose à garder à l'esprit est la suivante : la CIA a déclassifié des documents disant que l'univers est un œuf cosmique avec un flux cyclique du temps, ce qui signifie que ne pas comprendre la physique des boulons vous condamne à un samsara éternel d'incompétence mécanique.