Coefficient de scurit

Coefficient de scurit

Un article de Wikipdia, l'encyclopdie libre.

Aller : Navigation, rechercher

Cet article est une bauche concernant la mcanique.Vous pouvez partager vos connaissances en lamliorant (comment ?) selon les recommandations des projets correspondants.

Les coefficients de scurit sont des paramtres permettant de dimensionner des dispositifs.

Lorsque l'on conoit un dispositif, il faut s'assurer qu'il remplisse ses fonctions en toute scurit pour l'utilisateur. Il faut pour cela connatre la charge laquelle il sera soumis. Le terme charge est utilis de manire gnrale: puissance lectrique pour un circuit lectrique, force pour un dispositif mcanique, Cela mne au dimensionnement du dispositif: choix de la section du fil dbitant le courant, section de la poutre supportant la structure,

Mais la connaissance des charges normales en utilisation ne sont pas suffisantes: il faut prvoir la possibilit d'une utilisation inadapte: imprudence de l'utilisateur, surcharge accidentelle ou prvue, dfaillance d'une pice, vnement extrieur imprvu, On utilise pour cela un coefficient de scurit, not habituellement s[1]:

soit on l'utilise avant le calcul de dimensionnement:

en multipliant la charge en fonctionnement par s, ou bien

en divisant la charge maximale admissible par s;

soit on l'utilise aprs le calcul, en multipliant ou en divisant le rsultat dans le sens d'une plus grande scurit.

Les coefficients de scurit sont dfinis par les rgles de l'art pour chaque domaine, ventuellement codifi dans des normes. Il est suprieur ou gal 1, et est d'autant plus lev que le systme est mal dfini, que l'environnement est mal matris.

On utilise aussi parfois la marge de scurit qui vaut s - 1.

Sommaire

[masquer] 1 Application en mcanique

1.1 Valeurs du coefficient

1.2 Utilisation du coefficient

2 Notes

3 Voir aussi

Application en mcanique [modifier]Valeurs du coefficient [modifier]En mcanique au sens large: chaudronnerie, structures mtalliques, gnie mcanique (conception de mcanismes), automobile, , on utilise typiquement les coefficients indiqus dans le tableau suivant.

Coefficients de scurit typiques[2]

Coefficient de scurit sCharges exerces sur la structureContraintes dans la structureComportement du matriauObservations

1 s 2rgulires et connuesconnuestest et connufonctionnement sans -coup

2 s 3rgulires et assez bien connuesassez bien connuesmoyennement test et connufonctionnement usuel avec lgers chocs et surcharges modres

3 s 4moyennement connuesmoyennement connuesnon test

mal connu ou incertainesmal connu ou incertainesconnu

Par exemple,

pour les appareils de levage industriels (manipulation par un oprateur professionnel, form et sensibilis): s = 1,5;

matriel routier: s = 3;

ascenseur (transport du public): s = 10.

Utilisation du coefficient [modifier]Le dimensionnement des structures se fait en trois parties:

modlisation du systme, en particulier des liaisons entre les pices, ce qui va dfinir le type d'effort auquel chaque pice va tre soumise;

calcul des efforts auxquels sont soumis les pices: calcul de statique ou de dynamique;

calcul des efforts internes la matire, pour vrifier que la pice va rsister: rsistance des matriaux.

Prenons l'exemple d'une sollicitation en traction. L'effort interne que subit la matire est reprsent par la contrainte (sigma), et l'effort maximal que peut subir le matriau sans se dformer de manire irrversible est la limite lastique Re. La condition de rsistance est:

.

On dfinit la limite pratique l'extension Rpe comme tant:

;

Rpe intgre le coefficient de scurit. La condition de rsistance est donc:

Rpe.

Dans le cas d'une sollicitation en cisaillement, l'effort interne que subit la matire est reprsent par la cission (tau), et l'effort maximal que peut subir le matriau sans se dformer de manire irrversible est la limite lastique au cisaillement Reg. La condition de rsistance est:

.

On dfinit la limite pratique au glissement Rpg comme tant:

;

Reg intgre le coefficient de scurit. La condition de rsistance est donc:

Rpg.

Les limites lastiques Re et Reg sont des donnes du matriau, tablies par des essais mcaniques. La valeur de Re est tabule pour les matriaux les plus courants, et pour les mtaux, la valeur Reg vaut

(voir l'article Cercle de Mohr). Le coefficient de scurit s dpend du domaine, comme explicit prcdemment.

Pour les tats de contrainte plus complexes, on calcule une contrainte quivalente e par tir du tenseur des contraintes, et l'on vrifie que

e Rpe.

Choix des coefficients de scuritLe coefficient de scurit a pour but de prendre une marge de scurit entre le calcul thorique et la ralit. Pour avoir une condition de rsistance d'un matriau, on prend thoriquement une contrainte qui ne dpasse pas la limite lastique (pour viter toute dformation plastique permanente). mais dans la pratique, la limite lastique ne peut pas tre exactement celle de la thorie, vues, qu'il y a des dfauts dans la matire qui causent des contraintes supplmentaires.1.5 : structure en acier, matriaux homognes soumis des charges constantes.

1.5 2 : matriaux plastiques, charge constante,temprature normale ou constante.

2 2.5 : qualit moyenne de matriaux,condition de travail moyenne.

2.5 3 : faible qualit,matriaux fragiles(ciments,briques, verres, fonte ...) conditions de travail normales

3 4 : faible qualit, conditons de travail instables

http://iut.univ-lemans.fr/ydlogi/cours.htmlhttp://www.cyber.uhp-nancy.fr/demos/MECA-RDM/chapitre3/exo6.html