Calculateur de Section Resistante des Filets
Calculez la section resistante et la charge a la preuve pour les fixations UNC et Metriques.
Introduction
Le calculateur de section résistante des filets détermine l'aire de contrainte de traction At et la charge à l'épreuve d'une fixation filetée à partir de sa taille nominale et de sa classe de résistance. La section résistante est un concept fondamental défini dans la norme NF EN ISO 898-1 (vis en acier) et dans ASME B1.1 pour les filetages UNC. Cette section fictive, plus grande que l'aire du noyau mais plus petite que l'aire du flanc, représente la section équivalente d'une barre lisse qui aurait la même résistance à la traction que le filet. En France, les bureaux d'études utilisent systématiquement At pour dimensionner les assemblages boulonnés selon le guide VDI 2230, référence incontournable en mécanique industrielle.
Comment ça marche
La section résistante At (en mm²) est calculée selon la formule ISO 898 : At = π/4 × ((d2 + d3)/2)², où d2 est le diamètre sur flancs et d3 le diamètre du noyau mineur. Pour les filetages UNC, la formule ASME équivalente est At = 0,7854 × (d − 0,9743/n)². La charge à l'épreuve (Fp) est le produit de At par la contrainte d'épreuve Sp de la classe concernée (ex. Sp = 600 MPa pour classe 8.8, 830 MPa pour 10.9, 970 MPa pour 12.9). Le calculateur restitue At en mm² ou in², Fp en kN ou lbf, selon le système d'unités sélectionné.
Scénarios d'utilisation
- Calculer la section résistante d'un boulon M16 classe 10.9 pour vérifier que la charge de serrage cible (80 % de Fp) est compatible avec la résistance à la fatigue de l'assemblage boulonné d'un banc d'essai moteur.
- Comparer la section résistante d'un 3/8-16 UNC Grade 5 avec un M10 classe 8.8 afin de choisir la fixation optimale pour un adaptateur d'outillage CNC fabriqué en série sur site industriel français.
- Vérifier la charge à l'épreuve d'un ensemble de vis M20 classe 12.9 serrant un palier de broche à grande vitesse, en s'assurant que le préserrage ne dépasse pas 90 % de la limite élastique selon VDI 2230.
FAQ
Quelle est la différence entre la section résistante At et l'aire du noyau du filet ?
L'aire du noyau est calculée à partir du diamètre intérieur minimum d3, tandis que la section résistante At utilise la moyenne de d2 et d3. At est environ 20–30 % plus grande que l'aire du noyau et reflète mieux le comportement réel du filet en traction, car la rupture se produit sur une section intermédiaire entre le noyau et les flancs.
Comment vérifier la charge à l'épreuve d'une fixation existante selon NF EN ISO 898-1 ?
Multipliez At (section résistante calculée) par Sp (contrainte d'épreuve de la classe, ex. 600 MPa pour 8.8). La charge de serrage de service ne doit pas dépasser 80–90 % de cette valeur pour préserver une marge contre les chargements dynamiques et la relaxation du frottement.