Les Experts : L’effet d’entaille

Q : Qu’est-ce que un effet d’entaille et quel est son impact sur les vis ?

R : Une entaille désigne, en gros, toute modification de section d’un composant. Elle peut être créée par des perçages, des rainures ou des variations de sections. Les entailles entraînent une distribution inégale des charges qui crée des pics de contrainte. Cela s’appelle l’effet d’entaille. Il réduit la capacité mécanique qui constitue un paramètre essentiel lors du calcul de la résistance mécanique des composants ou des structures. Il apparaît notamment lorsque le composant est soumis à des sollicitations de traction, de compression, de flexion, de cisaillement ou de torsion. L’effet d’entaille, ou les pics de contrainte, peuvent entraîner des défaillances précoces. Son impact est donc généralement considéré comme négatif. Pour résoudre ce problème, on peut par exemple concevoir des composants suffisamment larges.

Mais les entailles ne sont pas toutes négatives. Elles peuvent servir à renforcer un composant, par exemple dans le cas de l’écrouissage au bas d’un filet, ou à créer un point de rupture préétabli.

Les vis soumises à des tensions subissent des pics de contrainte locaux en raison des effets d’entaille. La contrainte de rupture en tension, notamment celle des matériaux ductiles, peut être supérieure de 20 % à celle des barreaux lisses car la contraction latérale est évitée.

L’effet d’entaille d’un filet libre de charge sur une vis n’est pas aussi important que sur un filet incomplet ou sur le premier filet chargé en raison de l’effet d’entaille des filets associés. Soumise à des tensions, une vis se casse au premier filet en prise chargé, ce qui est voulu, puisque l’un des principes de conception est que la vis doit rompre à cet endroit. Habituellement, une déformation ductile des filets se produit en amont, afin que vous repériez la défaillance à temps.

En plus de subir une tension, les vis sont également soumises à des charges répétées, un facteur important pour la capacité en service. Les entailles génèrent une contrainte qui explique que les vis ne peuvent pas supporter les vibrations. Cela pourrait même entraîner une rupture en fatigue de la vis.