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Un boulon HR (haute résistance) est constitué d'acier à haute limite élastique et comporte une rondelle liée à la tête. Lors de l’assemblage ou boulonnage, il faut faire un serrage fort, ce qui cause effort de précontrainte, qui a pour orientation la direction la parallèle à l'axe du boulon, donc perpendiculaire aux plans de contact des pièces et c'est pourquoi les boulons HR sont aussi appelés boulons précontraints.

Principe de fonctionnement des boulons à haute résistance

Comment agissent les boulons HR dans l’assemblage ?

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Fs≤µFp

Un frottement mutuel des pièces est développé par la précontrainte, ce qui donne une forte résistance au glissement relatif. Les boulons HR ne travaillent pas au cisaillement, mais transmettent les efforts par frottement, contrairement au cas de fonctionnement des boulons ordinaires.

Les pièces en contact par frottement dont le coefficient μ joue donc un rôle important. Si F l'effort de cisaillement transmis par l'assemblage et sollicitant ledit boulon et Fp est l'effort de précontrainte axial dans un boulon et, il sera nécessaire de vérifier que l'interface des pièces en contact puisse transmettre l'effort tangent, sans glissement, soit, les boulons HR n'étant pas conçus pour fonctionner en obstacle (au cisaillement) leurs tiges ne sont théoriquement pas en contact avec les sections droites des perçages des pièces assemblées.

Cependant, dans certains cas, les tiges peuvent venir au contact des pièces, soit en raison d'un mauvais montage, soit accidentellement par glissement des pièces (coefficient de frottement insuffisant ou bien effort tangent excessif). Dans ces cas, les boulons HR vont fonctionner au cisaillement.

Précautions constructives

Un bon assemblage par boulons HR exige que des précautions élémentaires soient prises, notamment :

  • la tête du boulon ne doit pas poinçonner les pièces assemblées (d'où l'interposition d'une rondelle).

  • la force de précontrainte doit bien être appliquée à sa valeur de calcul (d'où l'importance du couple de serrage et la nécessité d'utiliser des clés dynamométriques ou pneumatiques).

  • le coefficient de frottement μ doit correspondre à sa valeur de calcul. Cela nécessite une préparation des surfaces, par brossage ou grenaillage, pour éliminer toute trace de rouille ou de calamine, de graisse, etc

    • H 0.50 pour les surfaces de la classe A

    • 11-0.40 pour les surfaces de la classe B

    • H 0,30 pour les surfaces de la classe C

    • H 0,20 pour les surfaces de la classe D

Classe A

Surfaces décapées par grenaillage ou sablage, avec enlèvement de toutes les plaques de rouille non adhérentes et sans pagures de corrosion ;

Surfaces décapées par grenaillage ou sablage et métallisées par projection d'aluminium ;

Surfaces décapées par grenaillage ou sablage et métallisées par projection d'un revêtement à base de zingue, garanti d'assurer un coefficient de glissement qui ne soit pas inférieur à 0.5.

Classe B

Pas de recommandations

Classe C

Surfaces nettoyées par brossage métallique ou à la flamme avec enlèvement de toutes les plaques de rouille non adhérentes.

Classe D

Surfaces non traitées

Le serrage doit être effectué d’une façon progressive, dans un ordre bien déterminé, défini par les normes NF P.22464/466/468/469, pour ne pas déformer les platines d'appui et conserver leur planéité. C'est pour cette raison que les boulons HR possèdent aussi une troisième appellation de "boulons à serrage contrôlé".

Propriétés mécaniques des boulons

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Les boulons HR sont classés en deux classes, définies en fonction de leur contrainte limite d'élasticité fyb et de leur contrainte de rupture fub:

- les boulons HR 1 ou HR 10.9,

- les boulons HR 2 ou HR 8.8.

Le premier chiffre correspond à fub / 100.

Le second chiffre correspond à 10 fyb/fub

Soit:

Repère

Appellation

fub (MPa)

fyb (MPa)

ΔL / L (%)

HR1

HR 10.9

1 000

900

>=8

HR 2

HR 8.8

800

640

>=12

Mohamed Wissem LANDOLSI
Author: Mohamed Wissem LANDOLSIEmail: mwlandolsi [AT] gmail [DOT] com
Ingénieur mécanique, ressortissant de l’ENIM en 2003. Fondateur du site *ConcepTEC.net*, Portail de technologies industrielles. Formateur en plasturgie (conception moules, produits plastiques, fabrication mécanique, conception machines spéciales)

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