Les goupilles élastiques en inox ont bien une valeur de cisaillement, sauf les goupilles fendues

Ce que cette page corrige

Une de nos pages indique qu’une goupille élastique possède une valeur de cisaillement et qu’une goupille cylindrique n’en possède pas, puis ajoute que la norme ne spécifie aucune valeur pour les goupilles en inox austénitique. Cette phrase est exacte pour ISO 8752, la goupille fendue renforcée, et reflète bien cette norme.

Il est facile d’en faire une propriété de l’inox. Ce n’en est pas une. C’est une propriété des goupilles fendues. Les goupilles élastiques spiralées relèvent d’autres normes, qui publient une seconde colonne de valeurs de double cisaillement consacrée aux produits en inox austénitique.

Deux familles, cinq normes

Les deux sont des goupilles cylindriques élastiques. Elles s’insèrent dans un trou lisse et sont maintenues par l’effort radial contre sa paroi. Leur fabrication diffère : la goupille fendue est un tube fendu sur sa longueur ; la goupille spiralée est une bande enroulée sur elle-même.

Observez les deux extrémités de la plage. Les normes des goupilles spiralées s’arrêtent à 20 mm, contre 50 mm pour les fendues, et la série moyenne spiralée commence à 0,8 mm, contre 1 mm pour la série renforcée fendue. Pour une très petite ou une très grande goupille, la famille peut donc être imposée d’avance.

La colonne qui n’existe que dans une famille

Le tableau 1 d’ISO 8748 et d’ISO 8750 donne la résistance minimale au double cisaillement sur deux lignes : l’une pour l’acier et l’inox martensitique, l’autre pour l’inox austénitique. ISO 8752 donne une seule ligne, avec une note qui la limite aux produits en acier et martensitiques.

Le premier nombre correspond à l’acier et à l’inox martensitique ; le second à l’inox austénitique. Un tiret signifie que la norme ne publie aucune valeur pour ce matériau et ce diamètre.

Une distinction doit rester claire : ISO 8752 couvre bien les goupilles en inox austénitique. Elles constituent un produit conforme à cette norme. Celle-ci refuse seulement de chiffrer leur résistance au cisaillement. Une goupille fendue austénitique n’est donc pas hors norme ; elle n’est pas cotée.

Deux indications du tableau faciles à manquer

À 5 mm, l’ordre n’est pas celui que suggèrent les noms des séries. La goupille spiralée renforcée vaut 20 kN, la goupille fendue renforcée 17,54 kN et la goupille spiralée moyenne 15 kN. Deux goupilles dites renforcées diffèrent d’environ 14 %, et une spiralée moyenne reste proche d’une fendue renforcée. Le mot sur l’étiquette n’est pas la valeur.

La colonne austénitique s’arrête à 12 mm. Dans les deux normes de goupilles spiralées, la ligne austénitique est vide à partir de 14 mm. Une goupille élastique en inox possède donc une valeur de cisaillement dans la famille spiralée jusqu’à 12 mm, puis n’en possède de nouveau plus.

Le trou n’est pas tout à fait identique non plus

ISO 8748 exige sur toute sa plage un trou égal au diamètre nominal de la goupille, de classe de tolérance H12. ISO 8750 exige aussi H12 — sauf qu’au-dessous de 1,2 mm nominal, elle exige H10. Cette exception existe parce que la série moyenne spiralée descend jusqu’à 0,8 mm, diamètre auquel une zone H12 représente une grande part du diamètre.

Dans les deux familles, le trou est une variable de conception. La goupille arrive plus grande que le trou et se comprime à l’insertion ; l’interférence la maintient. Spécifier la goupille sans le trou omet la moitié de l’assemblage. C’est le même point que soulève notre page sur le foret de taraudage : la valeur publiée décrit une plage, pas une dimension unique.

Ce que ces données ne disent pas

Aucune de ces valeurs n’est une charge admissible de calcul. Ce sont les minima qu’une goupille conforme doit atteindre lors d’un essai de cisaillement selon ISO 8749. La charge de service d’un assemblage dépend de sa géométrie, du partage de la charge et du caractère statique ou non de celle-ci, éléments qu’une norme de goupille ne peut fournir.

Le choix du matériau ne porte pas seulement sur la résistance. Les inox austénitiques et martensitiques réagissent différemment en milieu corrosif et au contact d’autres métaux, comme l’explique notre page sur A2 et A4. Les normes des goupilles spiralées précisent que les goupilles martensitiques sont trempées et revenues, tandis que les austénitiques sont écrouies ; c’est pourquoi elles reçoivent des valeurs différentes.

Cet article ne relève pas d’une seule des six étapes : il en traverse plusieurs ou intervient après l’assemblage. Les décisions qui y conduisent sont présentées dans l’article anglais Specifying a screw.

Questions fréquentes

Une goupille élastique en inox possède-t-elle une valeur de cisaillement ?

Cela dépend de la famille et du diamètre. Pour les goupilles spiralées selon ISO 8748 ou ISO 8750, l’inox austénitique possède des valeurs minimales publiées de double cisaillement depuis le bas de la plage jusqu’à 12 mm. Pour les goupilles fendues selon ISO 8752, aucune valeur n’est publiée pour l’inox austénitique, quel que soit le diamètre.

Quelle goupille élastique est la plus résistante, spiralée ou fendue ?

À 5 mm en acier, la goupille spiralée renforcée ISO 8748 vaut 20 kN et la goupille fendue renforcée ISO 8752 vaut 17,54 kN : la spiralée renforcée est donc supérieure. Mais la spiralée moyenne ISO 8750 vaut 15 kN, sous les deux autres. La série de charge compte davantage que la construction.

Quel trou faut-il spécifier pour une goupille spiralée ?

Un trou égal au diamètre nominal de la goupille en H12, selon l’article 4 des deux normes. ISO 8750 exige H10 à la place pour les diamètres nominaux de 1,2 mm et moins.

Références

• ISO 8748:2007 — Spring-type straight pins, coiled, heavy duty ; article 1 domaine d’application, tableau 1 minimum de double cisaillement des deux groupes de matériaux, article 4 tolérance du trou
• ISO 8750:2007 — Spring-type straight pins, coiled, standard duty ; article 1 domaine d’application, tableau 1, article 4 tolérance du trou avec l’exception H10, tableau 2 traitement de surface
• ISO 8752:2009 — Spring-type straight pins, slotted, heavy duty ; tableau 1 et note limitant les valeurs à l’acier et aux produits martensitiques
• ISO 8749:1986 — Pins and grooved pins, shear test ; méthode d’essai à l’origine de toutes ces valeurs, et toujours édition en vigueur

ISO 8748:2007 et ISO 8750:2007 ont été lues dans les PDF officiels gratuits de prévisualisation, qui contiennent tous deux l’intégralité du tableau 1 et de l’article 4 ; toutes les valeurs de cette page pour ces deux normes en proviennent. Les valeurs d’ISO 8752 sont reprises de notre page précédente, où la même prévisualisation a été lue. ISO 8748 a été publiée pour la première fois en 1987 et révisée en 1997 ; ces deux éditions sont retirées et cette page ne cite que la troisième édition de 2007. ISO 8751 est nommée parce que les deux autres normes la nomment ; aucune valeur n’en est citée. Le numéro de catalogue d’ISO 8749 et son édition de 1986 ont été confirmés par une seconde source. Chaque affirmation de cette page a fait l’objet d’un contrôle indépendant avant publication ; toutes ont été confirmées, et le contrôle a ajouté qu’ISO 8752 couvre les goupilles austénitiques sans les coter. Aucune valeur de cette page n’est une charge admissible de calcul.