Les ressorts sont des organes mécaniques qui, à travers des forces extérieures, subissent des déformations considérables avec l’accumulation d’énergie; quand les sollicitations cessent, une bonne partie de cette énergie est libérée. Cette particularité permet de les utiliser comme:

a) amortisseurs ou décélérateurs pour éliminer ou réduire les effets des chocs, secousses, vibrations, etc.

b) presseurs pour garantir le contact entre deux ou plusieurs parties d'un mécanisme

c) accélérateurs pour augmenter les déplacements d'organes mécaniques

La loi de Hooke est valide dans la limite de déformation élastique définie comme limite de force maximale appliquée dans laquelle les liaisons atomiques se rompent et le ressort se déforme de façon permanente. Avec certains matériaux, cette limite n'est pas définie avec précision et on assiste à des phénomènes de déformation dus à l'utilisation répétée (vieillissement): dans ces cas, la loi de Hooke n'est pas respectée.

Are considered subjected to static condition of tension, the springs working with a constant load and subjected to an occasional change of load that is so deferred over the time to totalize less than 10000 alternances during all the life of the spring. For springs subjected to static condition of tension, the settling or the braking can happen exclusively consequently to the reaching of the elastic limit of the spring.

Les ressorts à régime dynamique de tension sont les ressorts:

- fonctionnant périodiquement à charge variable entre deux valeurs fixes;

- soumis à une charge variable périodiquement entre deux valeurs fixes;

 - soumis à une charge variable avec une fréquence totalisant au moins 10000 alternances pendant toute leur durée de vie.

La rupture des ressorts opérant en régime dynamique de tension a lieu en fatigue après un nombre d’alternances dépendant non seulement de la tension maximum d’exercice, mais aussi de l’extension de la plage de tension dans lequel le ressort opère. Pour les ressorts, sur la base des expériences acquises, on considère trois types de service: léger, moyen et lourd.

Service léger:

Ressorts soumis à à la seule charge statique ou ayant de petites déflexions à sollicitations basses.

Service moyen:

Il inclut la plupart des ressorts pour un usage générique, par exemple dans les moteurs, freins, commutateurs, machines et produits mécaniques et pour les déflexions de fréquences normales et un usage moyen des charges.

Service lourd:

Ressorts soumis aux déflexions rapides, pendant de longues périodes, par exemple dans les soupapes pour les moteurs de voiture et d’avions, marteaux pneumatiques des freins hydrauliques. Le bon dimensionnement, donc une réduction jusqu’à 35 % des valeurs au régime statique, peut permettre une utilisation sûre jusqu'à un million de déflexions.

Il est difficile d’établir les limites minimum et maximum de température pour les matériaux utilisés pour les ressorts. En effet, les valeurs de résistance peuvent varier considérablement d’un ressort à l’autre. Quoi qu’il en soit, il existe une température, ou une gamme étroite de températures, au-dessus et au-dessous de laquelle les propriétés subissent une aggravation rapide. Il faut tout de même rappeler que le module d’élasticité varie selon la variation de la température. Les ressorts peuvent donc résister en fonction du matériau avec lequel ils sont fabriqués, à savoir :

Acier C: de -30°C à +120°C

Acier inox: de -200°C à +250°C

Pour l'utilisation à des températures élevées, il faut des aciers spéciaux comme les aciers alliés au Cr-Si jusqu'à environ 250°C ou des alliages spéciaux du type Inconel pour les températures supérieures à 500°C. Pour les sollicitations de type dynamique, la résistance à la fatigue d'un ressort dépend de facteurs multiples comme la température, le milieu (corrosif/non corrosif), l'amplitude des sollicitations.

Ød=  diamère du fil du ressort [mm]

ØD=diamètre moyen du ressort [mm]

F= force maximale

b= longueur à bloc, qui correspond à la longueur du ressort tout comprimé [mm]

f= flèche du ressort avec force maximale F

P= pas, qui correspond à la distance moyenne entre les deux spires d'un ressort

L= longueur libre, mesurée quand le ressort n'est pas comprimé L=b+f. nombre total de spires. Pour calculer le nombre de spires actives, il faut soustraire les deux spires des extrémités

N= constante de raideur [N/m

R= quand le ressort est comprimé à la longueur L1, la force F1 peut être calculée à partir de l'équation suivante: F1 = R x (L-L1)

On entend par aciers pour ressorts toutes les pièces en acier tréfilé ou laminé sujettes aux sollicitations élastiques de différente nature, comme la compression, torsion, traction, etc., qui peuvent être à leur tour statiques ou en fatigue.

La caractéristique principale, à laquelle les aciers pour ressorts doivent donc répondre, consiste à garantir une élasticité élevée due à son tour à la présence massive de silicium (de 0,15 % à 2,0 %) dans sa composition chimique. Les types d'acier sont divisés en deux catégories: Aciers non alliés:C60, C72, C85, C98, (résistance de 1100 à 2900 N/mm2) pour une utilisation à température ambiante.

Aciers alliés: CrSi, CrV, pour une utilisation à température élevée ou dans des conditions de contraintes. Ces aciers sont aussi appelés aciers au carbone pour la forte présence de carbone, qui varie de 0,50% à 0,98%. Ces aciers sont généralement usinés à froid et soumis à un traitement thermique pour éliminer les contraintes et les tensions qui se sont accumulées pendant la phase d'usinage, après quoi les caractéristiques mécaniques de l’acier restent invariées et constantes dans le temps en garantissant des réactions durables dans des limites acceptables pour les matériaux et les conditions de travail requises.

Les normes de référence principales sont les normes UNI 3823, EN 10270-1/2 et DIN 17223.

Les aciers pour ressorts ont comme propriété caractéristique celle de posséder une limite d’élasticité élevée, pouvant s’obtenir de deux façons : - avec l’écrouissage par déformation plastique à froid au moyen du tréfilage ou laminage, pratiqué sur les aciers au carbone ou faiblement liés; - avec le traitement thermique de trempe et revenu à la température de 400-450° réalisé sur les aciers dotés d’une teneur moyenne en carbone, liés au Silicium ou au Chrome et Vanadium. Ces deux solutions permettent d’obtenir des charges d'écoulement très élevées.

Les tableaux d’unification pour ces aciers sont UNI 7064 et UNI 3545. Fréquence propre “fn“ La fréquence propre ou naturelle d'un système masse-ressort est obtenue par la formule:

où M est la masse du poids attaché au ressort.

À l’intérieur de ses produits, TECNIDEA CIDUE utilise différents matériaux et traitements superficiels pour la réalisation de ses articles: Acier : pour les pièces réalisées par tournage, on utilise généralement des aciers sommés au plomb comme le 11SMnPb37 (AVP).

Les pièces réalisées par découpe au laser, fraisage, pliage ou soudage sont réalisées en Fe 360. La boulonnerie utilisée est de classe 8.8. Laiton: les pièces de coulissage sont réalisées par tournage en Laiton Ot 58.

Alliage d'aluminium: pour les pièces réalisées en moulage sous pression, on utilise l'alliage 46100 ; pour les pièces réalisées en fusion en coquille, on utilise l’alliage EN AB 44100, tandis que pour les profilés réalisés par extrusion, on utilise l’alliage T6060.

Polyéthylène PE 1000: pour les pièces de roulement des chaînes (patins et molettes), généralement de couleur verte, au poids moléculaire de 1.000.000.

Polyamide PA 6 + So.Mo: dans les rouleaux pour courroies. Les traitements superficiels sont les suivants: Sablage: les pièces en aluminium ou acier inox (plaques de connexion et chapes de la série des produits “BLU”) sont sablées pour améliorer l'esthétique et les caractéristiques anti-corrosion. Zingage électrolytique: les pièces sont traitées par zingage électrolytique Fe/Zn 5 c1A.

Vernissage au four: les pièces sont vernies au four à 200°C ou pulvérisées. Sur demande, les composants peuvent être soumis à un traitement superficiel différent de celui standard comme le nickelage ou le zingage à chaud.