Comment une ingénierie intelligente empêchera la défaillance des attaches

Chaque système conçu a une durée de vie limitée. Même les conceptions les plus précises et les techniques de fabrication robustes finiront par échouer. Les attaches ne sont pas différentes. Comme tout ingénieur vous le dira, c'est lorsque ces défaillances sont inattendues ou prématurées que c'est un problème. Alors, quelles sont les causes de défaillance prématurée des fixations? Plus important encore, que peut-on faire pour minimiser les risques et maximiser la durée de vie?
Steve Adkins, directeur nord-américain de l'ingénierie pour Optimas Solutions, un distributeur industriel mondial et un fournisseur de services pour les fixations, transmet ses connaissances sur la façon de concevoir une défaillance prématurée des fixations.

Galerie Rogues: Les causes de la rupture des fixations

Sur le terrain, nous pouvons mener une large gamme de méthodes de test d'analyse de défaillance pour trouver la cause première de la défaillance de la fixation. Tout au long de mes nombreuses années de travail chez Optimas, je considérerais ci-dessous les principales causes de défaillance des fixations rencontrées par les fabricants.

Serrage excessif - Cela fait référence à la rupture en traction des fixations due à une fixation excessive lors de l'application.

Sous serrage - En raison d'une mauvaise fixation, une fixation peut subir une contrainte accrue entraînant des défaillances de fatigue. De plus, les joints peuvent également se desserrer en raison d'un manque de force de serrage.

Articulation mal conçue - Une conception médiocre peut entraîner une charge incorrecte sur une attache, ce qui peut provoquer une défaillance prématurée. Les joints peuvent se desserrer lors de l'application ou, en variante, le matériau d'origine auquel l'attache se fixe peut également échouer.

Qualité des fixations - La qualité des matériaux dicte les performances d'une fixation, donc une mauvaise sélection peut échouer prématurément.

Matériel d'assemblage - Une mauvaise utilisation de l'équipement d'assemblage peut entraîner l'installation de fixations de manière inappropriée, entraînant une défaillance.

Fragilisation par l'hydrogène - Dans les aciers à haute résistance au-dessus d'une certaine plage de dureté, la charge de traction appliquée à l'élément de fixation peut faire couler de l'hydrogène - inhérent au composant, au placage ou à l'environnement - dans la zone de contrainte, provoquant progressivement des microfissures et une défaillance retardée de l'élément de fixation.

Alors, qui est le plus à risque?

L'industrie et le type d'assemblage ont un impact sur la probabilité de défaillance des fixations. Les industries qui présentent généralement un risque élevé sont souvent moins réglementées par la norme, de sorte que les concepteurs ou les ingénieurs peuvent ne pas être pleinement conscients des problèmes qui affectent l'adéquation d'un élément de fixation. En règle générale, les fabricants plus spécialisés sur le plan technique seront conscients des problèmes liés aux attaches, en raison d'une meilleure éducation concernant les effets des attaches sur le produit final. Cependant, cela dépend vraiment des normes d'une industrie à l'autre.

Le secteur automobile en est un bon exemple. Les fabricants essaient constamment de réduire le poids à vide pour améliorer l'efficacité et les performances globales. Cela a conduit à l'utilisation de matériaux différents - longtemps morts sont les jours où un véhicule serait entièrement fabriqué en acier. La jonction de ces matériaux peut entraîner une défaillance des fixations si les paramètres directeurs ne sont pas évalués au début de la phase de conception et de prototypage.

En tant qu'entreprise, nous travaillons en étroite collaboration avec nos clients pour définir des règles de conception applicables afin que nous puissions contrôler les interfaces matérielles et résoudre tout problème potentiel, afin de minimiser ce risque.

Quelles mesures peuvent être prises pour éviter la défaillance des fixations?

En parcourant la liste des causes courantes d'échec, il devient rapidement évident qu'une mauvaise utilisation, plutôt qu'une mauvaise qualité, est l'explication la plus courante. Plutôt que de nous concentrer sur un élément de fixation spécifique, nous travaillons pour fournir un niveau de service élevé basé sur une vue globale de l'utilisation des éléments de fixation chez un client particulier. À partir de ce point de départ, nous pouvons commencer à informer et à définir une stratégie de fixation au sein d'une entreprise pour assurer une utilisation optimale.

En tant qu'experts des fixations, nous avons la responsabilité de communiquer nos connaissances à l'utilisateur final. Cela peut comprendre la publication de conseils sur les couples appropriés, des conseils sur les matériaux ou l'observation lors de la descente de la chaîne de production. En fin de compte, chaque élément de fixation et composant que nous fournissons est conçu dans un but précis. S'ils ne sont pas spécifiés correctement, nous ne pouvons pas être sûrs qu'ils fonctionneront correctement. Ainsi, nous aidons à adapter le processus de spécification pour répondre aux principaux moteurs qui affectent chaque industrie et chaque client.

L'un des principaux problèmes que nous rencontrons est la traduction des calculs théoriques en applications dans des environnements réels. Les chiffres ne peuvent pas tout vous dire, et les tests dans le monde réel sont la méthode infaillible pour garantir que les problèmes de fixation sont identifiés avant qu'ils ne parviennent à la chaîne de production. Les paramètres tels que les couples de montage ou les plages de frottement ne doivent pas être pris en compte, les tests physiques sont donc extrêmement importants pour sauvegarder les calculs théoriques, garantir la qualité du produit et minimiser l'impact des problèmes potentiels de fixation sur les opérations. Pour répondre à ce besoin, Optimas investit massivement dans nos capacités de test et nos outils physiques pour garantir que nous pouvons fournir des données précises à nos clients. Nous effectuons tous les tests indépendamment, il n'y a donc aucune hypothèse impliquée dans la spécification d'un élément de fixation.

Les solutions de fixation constituent notre cœur de métier. Presque tout ce que nous faisons est conçu pour garantir leur efficacité, quelles que soient les pressions commerciales auxquelles nos clients sont soumis. Bien qu'aucune technologie unique ne définisse les fixations que nous fournissons, les solutions que nous proposons sont conçues pour offrir la plus grande fiabilité en ce qui concerne les exigences du client. Il pourrait s'agir d'une attache isolée pour un groupe motopropulseur hybride sur un nouveau modèle de voiture, ou d'une refonte de l'ensemble de rondelle pour un modèle de tondeuse à gazon existante, de toute façon, la technologie utilisée devrait assurer la fiabilité.

Pourquoi les attaches fiables sont-elles bonnes pour les affaires?

Un aspect clé qui est négligé en ce qui concerne l'identification des défaillances des fixations est la façon dont il affecte les activités commerciales globales.

Des attaches fiables facilitent les opérations de toute entreprise de fabrication. Les rappels, les programmes de rectification des services et la mauvaise publicité peuvent être évités grâce à une approche entièrement intégrée et cohérente des fixations. Travailler avec un expert des fixations intégrées; comme Optimas, les entreprises peuvent éviter les problèmes potentiels. En ayant défini des règles de conception de fixations élaborées en collaboration avec un expert, non seulement l'efficacité des spécifications augmente, mais le risque de défaillance est considérablement diminué. Cela ajoute de la valeur aux opérations d'un fabricant et aide à définir et à maintenir la qualité des produits qu'ils fournissent.

Les attaches peuvent être petites, mais elles ont un impact important sur une entreprise. Chez Optimas, nous nous efforçons de faire en sorte que cet impact soit toujours positif.

Besoin d'améliorer la qualité ou les performances de vos fixations? Parlez à l'un de nos experts.