Matériaux aéronautiques_ propriétés

8/14/2019 Matriaux aronautiques_ proprits

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iaux aronautiques: proprits

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Calcul et Construction d'un Avion

Chapitre 1 - Les bases pour construire un avion

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6 Rsistance et proprits des matriaux aronautiques

Introduction

6.1 Dformation lastique

6.2 Dformation permanente

6.3 Rupture

6.4 Rsonance mcanique

6.5 Forces en prsence (ou efforts)

6.6 Les bois en aronautique

6.7 Les aciers en aronautique

6.8 Les alliages lgers type duralumin en aronautique

6.9 Les alliages ul tra-lgers base de magnsium

6.10 Les autres mtaux uti liss en aronautique

6.11 Les toiles et fils en aronautique

6.12 Les enduits, vernis et peintures aronautiques

6.13 Les colles et le caoutchouc

6.14 Normes ut ilisables

Introduction

Rappelons en introduction ce que disaitHenri Mignet: un avion est un paradoxe lgret-rsistance. Plus il est lger, moins il rsiste.

Pour voler bon march, il faut construire tout petit.

Petit = lger => faible puissance => bon march

Economie= matire, dimensions, mcanisme, entretien

Scurit= construction, cart de vitesse, stabilit de forme, contrle de vol rationnel.

Scurit passive(en cas de crash) = arceau de scurit, ceintures 4 points, points dancrage rsistants, pas dartes vives au tableau de bord, pas de supports

iges dans laxe de la colonne vertbrale, arrimage solide de tout quipement volumineux ou lourd, faire appel un il extrieur.

l nous faut donc tudier la double et contradictoire exigence de solidit et de lgret ! ce qui fait appel aux disciplines suivantes :

L'arodynamique: slectionner un profil d'aile porteur et minimiser la trane ;

Les matriaux: choisir des matriaux lgers mais rsistants ;

Les efforts ou contraintessubis par chaque lment de l'avion.
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Cependant la rsistance des matriaux n'est pas une science exacte comme les mathmatiques, et ceci pour les raisons suivantes :

La matire n'est pas parfaitement homogne ;

Les efforts dynamiques dpendent des volutions de l'avion : vol normal, piqu, atterrissage, looping, vrille, glissade, renversement, tonneau, ressource.

On a donc mesur l'acclration dans toutes ces configurations : c'est la ressource qui donne le chiffre maximum.

Pour chaque pice de l'avion, on s'impose de n'avoir aucune dformation permanente. On s'efforce donc de calculer le maximum possible, lment par lm

mais pour parer l'incertitude qui subsiste, on admet un rapport r. Ce rapport varie avec chaque matriau on a donc pris un coefficient r = 1,5 suffisant dans t

es cas :

r = taux de limite d'allongement / taux de rupture = 1,5

Comme dans toute construction humaine on ajoute en plus un coefficient de scurit cs. Le facteur de charge la rupture, n,

n = ? xr xcs

vec :

= acclration en ressource

= rapport r (taux de limite d'allongement / taux de rupture)

s = coefficient de scurit "d'erreur humaine"

6.1 Dformation lastique

La dformation est lastique si le solide dform sous leffet dune contrainte reprend sa forme initiale lorsque la contrainte cesse. La matire a

omportement lastique.

6.2 Dformation permanente

La dformation est permanente si lesolide dform ne reprend pas sa forme initiale lorsque la contrainte cesse. La matire a un comportement plastiqu

visqueux.

6.3 Rupture

Si lacharge statiqueaugmente progressivement jusqu un seuil de rsistance statique limite ou seuil de rupture, larmature se dforme et finit par se rom

Lidal est quelle se rompe dun seul coup, toutes les pices devant atteindre le seuil de rupture en mme temps.

Diagramme Contrainte-Dformation d'un matriau (fig. http://www.volez.net/)


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6.4 Rsonance mcanique et Rsistance la fatigue (endurance)

Larsonanceest un phnomne selon lequel certains systmes physiques (lectriques, mcaniques...) sont sensibles certaines frquences. Un systme rso

eut accumuler une nergie, si celle-ci est applique sous forme priodique, et proche d'une frquence dite "frquence de rsonance" ou "frquence natur

u frquence propre. Soumis une telle excitation, le systme va tre le sige d'oscillations de plus en plus importantes, jusqu' atteindre un rgime d'quil

qui dpend des lments dissipatifs du systme, ou bien jusqu' une rupture d'un composant du systme. (source Wikipdia)

Par exemple sil tait mal calcul, un pont supportant de lourds camions pourrait seffondrer sous le pas cadenc dune petite troupe de soldats. Ainsi

matriau mtallique peut atteindre la rupture sous l'action rpte de sollicitations correspondant des contraintes bien infrieures sa limite d'lasticit.

La vibration du moteur ou le frottement de lair peut former dans un avion des plages vibrantes localises, parfois trs secoues. Lavion se comporte comm

diapason accord sur la frquence des vibrations dorigine : il peut alors casser brutalement sans avoir atteint le seuil de rupture.

Courbe de rsistance la fatigue:

Pour un niveau donn de contrainte rpte, on dtermine exprimentalement le nombre de cycles de "chargement - dchargement" qui conduit la rupture

matriau. La courbe de rsistance la fatigue est asymptotique l'axe des abscisses.

Dure de vie d'un matriau:

Plus la contrainte rpte est forte, plus le nombre de cycles amenant la rupture est faible. Autrement dit, pour obtenir une dure de vie illimite du matriau

ontrainte rpte devrait tre limite une valeur extrmement faible, appele " limite d'endurance", ce qui conduirait des structures extrmement lourdes

onstructeur doit donc se baser sur une dure de vie et un nombre (N) de cycles de mise en charge pour fixer une limite de fatigue (sf) admis

orrespondant aux sollicitations maximales en service.

6.5 Forces en prsence (ou efforts)

Les forces en rsistance des matriaux (fig. Andr Morin 1998)


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Chaque lment est conditionn par son cahier des charges pour rsister :

des efforts, dans son plan ou perpendiculaires, qui se traduisent par un cisaillementet une flexion

des efforts excentrs qui se traduisent par des torsions

En fonction de ces critres, les pices sont dimensionnes soit en rsistance, soit en dformation.

Comment grer les efforts structurels

Efforts verticaux ou horizontaux provocant un cisaillement

Ces efforts passent par :

une me ou revtement travaillant (cas des longerons et fuselages coques) :

L'me, pour travailler correctement sans plissement, est maille par des raidisseurs placs souvent en face des nervures pour un longeron d'aile.

une structure triangule (cas des fuselages dits treillis) :

Le principe est identique celui des fuselages tubulaires mtalliques.

evtement travaillant et structure triangule (fig. http://www.aviation-fr.info/)


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Flexion

Le moment de flexion est repris par un ensemble de 2 lments (semelles ou revtement travaillant) soumis l'un une compression l'autre une traction.

Dans le cas d'une peau mince de revtement, celle-ci est raidie par des profils, ou plus gnralement, en construction bois ou plastique par une construction

andwich.

emelles ou revtement travaillant et raidissement d'une peau mince de revtement (fig. http://www.aviation-fr.info/)

Torsion

La torsion (aile, fuselage, gouverne, etc..) est reprise par :

un caisson ferm revtement travaillant, notamment caisson avant de voilure.

une structure triangule, souvent utilise pour les gouvernes.

ventuellement par une flexion diffrentielle de deux lments, solution souvent rencontre pour les flancs de fuselage au niveau de la cabine.

aisson ferm revtement travaillant, structure triangule, et flexion diffrentielle de deux lments (fig. http://www.aviation-fr.info/)

Source de ce qui prcde : TECHNOLOGIE D'UN AVION LEGER EN BOIS - FAQ du groupe de discussion FR.REC.AVIATION

Calcul des poutres : moments flchissants et flche (fig. Andr Morin 1998)
http://www.aviation-fr.info/avion/structure.phphttp://www.aviation-fr.info/avion/structure.php


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Poutres encastres (fig. Andr Morin 1998)


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Sections longeron bois et alu (fig. Andr Morin 1998)


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Un ou deux longerons (fig. Andr Morin 1998)


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6.6 Les bois en aronautique

Les bois sont trs utiliss par les amateurs de construction aronautique. La raison de cette faveur, c'est que le bois a une faible densit et qu'il est trs faci

aonner et assembler.

Proprits des bois en aronautique (fig. 6.6-1 Vallat 1944 Cours de RDM aviation)


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Taux de travail et emploi des bois les plus courants

Les bois les plus utiliss en construction amateur sont le spruce, le frne et le peuplier grisard.

Taux de travail des bois les plus utiliss (fig. 6.6-2 R.G. Desgrandschamps)

f6.6-2

Proprits:

le spruce, densit moyenne 0,5, se colle facilement. Il est homogne sur de grandes longueurs, aussi on l'emploie pour les pices rectilignes et long

omme les longerons d'ailes, de fuselage ou bien des traverses ou des mts.

le frne, densit moyenne 0,7, est trs souple mais son collage est plus difficile. On l'emploie essentiellement pour des pices courbes, ou des pices

ubissent une grande fatigue comme les longerons ou les bquilles.

le peuplier grisardou peuplier gris, densit moyenne 0,5, est en principe trs bon march, sa densit est trs faible et son collage facile. Il peut remplace

pruce pour les pices peu soumises la fatigue.

le htre, densit moyenne 0,65, est utilis surtout pour fabriquer les hlices.

le sapin, densit moyenne 0,5, est utilis pour les tasseaux, les cales et les remplissages.le tilleul, densit moyenne 0,35, est utilis pour les tasseaux, les cales et les remplissages, et aussi pour les modles de fonderie.

le noyer, densit moyenne 0,6, est utilis pour les modles d'essai au tunnel.

Modes de calcul des bois les plus courants

Compression

Comme l'paisseur est le plus souvent une part importante de la longueur, on utilise en gnral la formule de Rankine-Rsal. De plus on vrifie par la form

d'Euler chaque fois que le coefficient d'lancement ? est lev :


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?= l / d,

vec :

= longueur ;

d = diamtre du plus petit ct de la section.

Formule de Rankine-Rsal :

F= t.? / (1 + (K.l2.?) / a2.I),

Formule d'Euler :

F= p2.E.I.a2/ l2,

vec :

F = charge limite en kg.

= taux de travail en kg./mm2.

= la section en mm2.

K = 1 / 104.

= longueur en mm. de la pice entre rotules.

= moment d'inertie minimum en mm4.

= 3,14159265.

= 1 pour une pice articule aux deux extrmits (voir fig. 6.6-3 ci-dessous).

= v2 pour une pice dont une extrmit est articule et l'autre encastre.

= 2 pour une pice encastre aux deux extrmits.= 1/2 pour une pice ayant une extrmit libre et l'autre encastre.

Valeurs de a dans la formule d'Euler (fig. 6.6-3 R.G. Desgrandschamps)

f6.6-3

Compression sur du spruce

Exemple 1 : Compression sur une barre de spruce longue, de 800 mm.

Soit une barre de spruce de section 20 x20 mm. et de longueur 800 mm. entre les axes d'articulation. Quelle est la charge de compression maximum qu'elle p

upporter ?

t = 3,5 kg./mm2,

a = 1,

? = 400 mm2,

I = b.h3/ 12 = 2 x23/ 12 = 1,33 cm4= 13300 mm4.

La formule de Rankine-Rsal donne :

F= t.? / (1 + (K.l2.?) / a2.I) = 3,5 x400 / (1 + (640000 x400) / 104x13300) = 1400 / (1 + 1,93) = 477 kg.

La formule d'Euler donne :

F= p2.E.I.a2/ l2= 9,87 1200 13300 12/ 640000 = 250 kg.


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x x x

En compression, on ne peut donc pas dpasser les 250 kg. donns par la formule d'Euler.

Exemple 2 : Compression sur une barre de spruce courte, de 350 mm.de section 20 x20 mm.

Formule de Rankine-Rsal :

F= t.? / (1 + (K.l2.?) / a2.I) = 3,5 x400 / (1 + (122500 x400) / 104x13300) = 1400 / (1 + 0,37)= 1020 kg.

Formule d'Euler :

F= p2.E.I.a2/ l2= 9,87 x1200 x13300 / 122500 = 1300 kg.

En compression, on ne peut donc pas dpasser les 1020 kg. donns par la formule de Rankine-Rsal qui est la plus svre dans le cas des pices courtes.

Flexion sur du spruce

On utilise la formule du "commandant Monin" dtermine aprs de nombreux essais sur la flexion des pices en bois :

Flexion spcifique= M / 2.I / h4/3

vec :

M en kg./cm.,

en cm4.,

h en cm.

Exemple : flexion supportable par une pice de spruce rectangulaire de 15 x4 cm.

Flexion spcifique = 1000 kg./cm2

I= b.h3/ 12 = 4 x153/ 12 = 1125 cm 4.

h4/3= v154= 37.

M= (2.I / h4/3) x1000 = 2 x1125 x1000 / 37 = 60811 kg./cm. = 608 kgm.

Taux de travail et emploi des contreplaqus

Les contreplaqus les plus utiliss en construction amateur sont les contreplaqus d'okoum, de peuplier, d'acajou et de bouleau. Le tulipier est utilis

ames minces pour les revtements de forme. Les couches superposes sont croises environ 60.

Les contreplaqus sont le plus souvent constitus d'un nombre impair de feuilles de bois droul dont les fibres sont croises 90, et colles la c

vinylique, la colle polyurehtane ou la colle expoxy.

Modes de calcul des contreplaqus courants

Traction; Taux de travail approximatif :

si les feuillets ou plis sont correctement dirigs)

okoum 5 kg.

peuplier 6 kg.

acajou 7 kg.

bouleau 7 kg.

Cisaillement(effort tranchant) :

Si l'on veut que les taux de cisaillement se rapprochent du tableau suivant, il faut rpondre certaines conditions :

okoum 80 kg./cm2

peuplier 80 kg./cm2


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acajou 90 kg./cm2

bouleau 100 kg./cm2

Lorsque les panneaux de contreplaqu travaillent en cisaillement, il faut diriger le sens des fibres suivant l'effort tranchant. De plus, pour garantir le contrepla

ontre les dformations rsultant d'ventuelles pousses horizontales, il doit tre "contrevent" par des baguettes normales aux semelles, en croix, en triangles

n X, formant ainsi des figures gomtriques.

Baguettes de renfort de structures en contreplaqu (fig. 6.6 -4 R.G. Desgrandschamps)

f6.6-4

Concrtement, pour une rsistance gale, un contreplaqu mince, sans trou d'allgement, est plus lger qu'un contreplaqu plus pais avec trous.

Rsultats d'essais sur les bois

Collage:

Pour le spruce, le peuplier grisard ou le sapin, un collage dans le sens des fibres peut supporter jusqu' 40kg./cm 2.

Assemblage par boulons ou rivets :

Dans un assemblage par boulons ou rivets tubulaires, l'espacement entre boulons ou rivets ne doit pas tre infrieur aux valeurs minimum suivantes :

6 d dans le sens de l'effort ;

3 d dans le sens normal l'effort.

De plus, dans un assemblage par boulons ou rivets tubulaires, le bois ne travaille pas sur toute sa surface d'appui sur le boulon, car le bois flchit au milieu d

orte. On admet que les seules portions qui rsistent sont les portions a = a' = 2 d (figure 6.6-5 ci -dessous). D'ailleurs, partir de 100 kg./cm2 d'appu

bserve un dbut d'ovalisation, et on ne dpasse jamais 220 kg./cm 2.

Rsistance du bois sous l'action d'un boulon (fig. 6.6-5 R.G. Desgrandschamps)


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f6.6-5

Par ailleurs, on essaye autant que possible de ne pas solliciter plusieurs fois la mme fibre de bois, et on essaye aussi d'allonger la ligne de cisaillement suivaquelle la pice de bois se dchirera la rupture. Pour cette raison, on dispose les boulons en ligne brise ou en quinconce.

Disposition des boulons en ligne brise (fig. 6.6 -6 R.G. Desgrandschamps)

f6.6-6

Surface de cisaillement = l xpaisseur du bois ; pour le spruce et le peuplier grisard, les essais donnent :

t= 70 kg./cm2.

l faut donc remplir la condition suivante :

l xc xt= effort transmettre.

Assemblage par vis bois:

Espacement des vis bois :

8 d dans le sens de l'effort ;

4 d dans le sens normal l'effort.

Effort supportable par une vis bois :

F (en kg.)= 4.l2.d / (4.l + 6.a).

vec :

en mm. = longueur de la vis sous sa tte,

en mm. = paisseur de la ferrure entre la tte de vis et le bois,

d en mm. = diamtre de la vis.

Exemple :

Considrons une vis de 3 x40 qui sert fixer une ferrure de 2 mm. d'paisseur sur une pice de bois. Cette vis rsiste :

F= 4 x402x3 / ((4 x40) + (6 x2)) = 111 kg.

Inertie des mts torpdo:


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Considrons des mts pais, pleins ou creux, de forme profile ou torpdo, cest dire avec a :

b / 3,2 < a< b / 3 .

Profil d'un mt torpdo (fig. 6.6-7 R.G. Desgrandschamps)

f6.6-7

Si l'on admet que le matre-couple se situe approximativement une distance adu bord d'attaque, on peut poser :

I= b.a2/ 24,

u

I= (b.a2- b'.a'2) / 24

Toupillage:

Pour les lments toupills (*), le rayon minimum adopter est de 8 mm. et on applique au bois toupill un taux de travail divis par 1,5.

taux de travail= taux de travail normal / 1,5

*) Note : La toupie sert creuser et profiler les bois et excuter moulures, feuillures et embrvements. Elle permet aussi de former rapidement des ten

nfourchements ou assemblages peigne.

6.7 Les aciers en aronautique

Notions gnrales sur les aciers

Les aciers sont en ralit des matriaux haute teneur en fer et teneur variable en carbone, manganse, Phosphore et soufre, ainsi qu'accessoirement des cels que le silicium, le nickel, le chrome, le tungstne, etc.

Les caractristiques mcaniques des aciers dpendent trs directement de leur composition et du traitement thermique qu'ils ont subi, et par consquent, dan

grand nombre de cas, l'acier peut rpondre aux besoins de l'avionneur.

Si sa densit (7,8) parat bien leve pour la construction aronautique, un certain nombre de qualits font qu'il est de plus en plus utilis aujourd'hui :

son homognt ;

sa facilit d'assemblage : car la soudure autogne est utilisable aussi bien pour les aciers doux que les aciers spciaux au chrome-molybdne ;

la haute rsistance des aciers au nickel, au chrome ou au tungstne ;

cependant l'acier n'est pas une bonne solution pour la charpente de l'avion d'amateur, car il est difficile de travailler des aciers spciaux, ceci condu

utilisation des aciers doux dont le rapport rsistance / densit est faible.

Traitements des aciers

l existe des traitements thermiques, chimiques ou de protection :

Traitements thermiques:

l est en principe interdit de faire une mise en forme froid sous peine de crer des criques ou microfissures l'emplacement du pliage, ce qui crerait

ragilit. Il existe deux exceptions, le bouclage des cordes piano et le cintrage grand rayon de courbure des tles minces.

Dans les autres cas, on chauffe la pice pour la mettre en forme. Ceci implique de la ramener son tat normal par un traitement thermique appropri (

ableau 6.7-1 ci-dessous)

Traitements, caractristiques et composition des aciers courants en aronautique (tableau 6.7-1 R.G. Desgrandschamps)


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f6.7-1

Note : ce tableau ne contient que les nuances d'aciers couramment utiliss en aviation amateur.

Ce traitement ramne la pice un tat stable qui garantit l'quilibre molculaire ; d'une manire gnrale, les produits sidrurgiques doivent avoir t tra

vant emploi.

Traitements chimiques:

Les traitements chimiques ont pour but de confrer une grande duret la coiuche superficielle. Ce sont :

cmentation: procd qui sert durcir les aciers par ajout superficiel de carbone, avant une trempe superficielle ;

nitruration : qui provoque la formation d'un film superficiel de nitrures de fer, appel couche de combinaison, partir duquel les atomes d'azote diffusen

direction du cur de la pice. Ce traitement peut accroitre la duret de l'acier.

Traitements de protection:

D'autres traitements ont pour but de protger l'acier contre la corrosion :

parkrisation : bains phosphoriques ; une technique de phosphate de manganse ou de zinc qui protge chimiquement un mtal contre l'oxydation, o

orrosion. Le fer, par exemple, est plong dans un bain chaud de phosphate de zinc provoquant la formation d'une couche de phosphate de fer impermable.

udylite: traitement dans des bains de cadmium.

Emploi des aciers

En aronautique, l'acier est employ sous diffrentes formes :

Barres:

Pour pices dcolletes : ronds, carrs, six pans, plats ;

Pour pices fraises : chapes, ferrures dans la masse ;

Pour pices forges matrices.

Tles et bandes:

Tles de 2 m. x1 m.;

Bandes de 10 m. ;

Les paisseurs vont de 3/10e 8 mm.

Les tles sont recuites et embouties pour fabriquer les ferrures, les caissons ou les pices cambres.

Tubes:


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Tubes section circulaire, torpdo, ovale, carre, rectangulaire ... Ils sont largement employs pour les mts supportant de gros efforts, les treillis de fuselage

es treillis de voilures multilongerons, les btis-moteurs, les jambes et les essieux de train d'atterrissage, etc.

Profils:

Profils en O, en V, en U, en cornires... Ils sont utiliss comme raidisseurs de revtements, comme lments de longerons, comme bords de fuite, et com

upports d'accessoires.

Boulons:

Cbles:

Les cbles sont constitus par une me enveloppe de torons. Chaque toron est lui-mme constitu d'une me autour de laquelle s'enroulent des fils d'acier

haute rsistance.

Les cbles souples sont utiliss pour les commandes, leurs mes sont en textile ;

Les cbles rigides sont utiliss pour les haubannages, seule l'me centrale est en textile, l'me des torons est en acier doux recuit.

Cordes piano:

Les cordes piano servent principalement au croisillonnement des avions.

Elles sont constitues par de l'acier au creuset haute rsistance : R > 120 kg./mm 2.

Haubans fusels:

Les haubans fusels sont constitus par de l'acier haute rsistance. Ils sont utiliss pour les haubannages extrieurs (voir figure 6.7-2 ci-dessous).

Haubans fusels en aronautique (figure 6.7-2 R.G. Desgrandschamps)

f6.7-2

Rivets:

Les rivets sont le plus souvent en acier doux tte fraise, ronde, tte goutte-de-suif (tte fraise et bombe), de diamtre gnralement compris entre 2

mm.

Vis, illets, goupilles:

Signalons en particulier les vis Parker: elles sont en acier haute rsistance et se fixent au tournevis dans un trou non taraud, formant ainsi leur propre logem

elles sont par consquent non dvissables. Elles remplacent les rivets, chaque fois qu'il est difficile de former une tte ou de passer une bouterolle

Divers:

engrenages ;

roulements billes ;

ressorts.

Cbles, cordes piano, haubans (figure 6.7-3 Vallat 1944 Cours de RDM aviation)


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f6.7-3


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Modes de calcul des aciers

Flexion:

Le taux de travail admis doit tre suprieur ...

taux de travail admis> M / (I / V)

Compression:

Comme pour le bois, on utilise les formules de Rankine-Rsal et d'Euler suivant le coefficient d'lancement. Le coefficient K de la formule de Rankine-Rsa

gal I / 104.

Le module d'lasticit = E = 22000 kg./mm 2.

Voilement: vrification au voilement;

l est tout fait possible qu'une pice d'acier qui satisfait aux formules de flexion et de compression que nous venons de voir, puisse flamber localement, c'e

dire se voiler, lorsque son paisseur relative est trs faible.

Dans ce cas, le taux de travail vritable est donn par les formules suivantes :

Tubes ronds :

taux au voilement= tv= R / (I + 3.R/E xr/e)

Sections polygonales ou en U :

taux au voilement= tv= R / (I + k.R/E xa/e)

vec :

R = taux de travail la rupture ;

E = module d'lasticit ;

r = rayon moyen ;

e = paisseur ;

a = ct de la section ;

k = 7,5 pour une section polygonale tubulaire ;

k = 8,5 pour une section en U ;

En construction mtallique, on utilise souvent des tles planes raidies ou tenues aux bords. La formule ci-dessous vite de longs calculs :

taux au voilement= tv= R / (I + k (a/e)2)

vec :

a = dimension du plus grand ct ;

e = paisseur ;

k = I / 2700 ;

Torsion:

taux de travail admis= M txI0/ v0

vec :

? = angle de torsion = (M txl) / (G xI0) ;

Mt= moment de torsion ;

I0= moment d'inertie polaire ;

l = bras de levier de l'effort de torsion ;G = module de torsion 2/5 E ; soit, approximativement, quelle que soit la nuance de l'acier :

G = 2/5 x22000 = 8800 kg.mm2; en gnral, on prend G = 8000 kg.mm 2.

Cisaillement:

Taux de travail au cisaillement = 3/4 4/5edu taux de travail en traction.

Glissement: Les pices composes comme les longerons de voilure par exemple, travaillent l'effort tranchant. Ces pices doivent rsister au glissement e

es lments qui les constituent et qui tendrait les sparer. Ce sont des rivets ou des boulons qui leur confrent cette rsistance.

effort de glissement= Fg= S.T.W / I ;

vec :

S = espacement des rivets ;

T = effort tranchant ;


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I = moment d'inertie ;

W = moment statique = S.?.h autrement dit, la somme des sections lmentaires multiplies par leur distance l'axe neutre.

Flexion et torsion combines:

t= 3/8 tf+ v((3/8 tf)2+ (5/4 tt)

2)

vec :

tf= travail par mm2d la flexion ;

tt= travail par mm2d la torsion ;

Tubes circulaires:

Pour les tubes circulaires, notons les donnes suivantes :

? = 0,785 (D2- d2) ;

I 0,05 (D4- d4) ;

I/v (0,1 (D4- d4)) / D ;

I0= 2.I ; I0/ v0= 2.I / v.

Remarques et rsultats d'essais importants

Espacement des boulons ou des rivets dans le mtal:L'espacement des boulons ou des rivets dans le mtal est le suivant

sur une mme ligne : espacement = 2,5.d ;

entre les axes des rivets ou des boulons et le bord de la pice de mtal : espacement = 1,3.d ;

Notons que, dans toute la mesure du possible, il est prfrable de disposer les rivets ou les boulons en quinconce.

Espacement des boulons ou des rivets dans le mtal (figure 6.7-4 R.G. Desgrandschamps)

f6.7-4

Diamtre des rivets:

Le diamtre d du rivet doit tre de trois deux fois l'paisseur e de la tle la plus mince assembler.

Le diamtre relatif d/e doit tre d'autant plus grand que la tle est plus mince.

Cordes piano:

Boucles : Le tableau 6.7-5 ci-dessous montre qu'une corde piano boucle froid perd une partie de sa rsistance. Ainsi, les cordes demi-boucles travaille

5% de la corde simple. Les cordes de 6 et de 7 ne se bouclent pas, car cette opration serait trop difficile ; on fait donc une ligature en fil d'acier doux,

nviron 10 centimtres de long, et l'on recouvre cette ligature de soudure l'tain.

Tendeurs : On doit adopter des tendeurs dont la rsistance indique dans le tableau standard est suprieure ou gale celle de la corde.

Charge sur les cordes piano (figure 6.7-5 R.G. Desgrandschamps)


21/35



f6.7-5

Travail l'appui:

Dans toutes les pices qui comportent des lments rivs, boulonns ou visss, on doit tenir compte des trois paramtres suivants :

de la rsistance au cisaillement du rivet, du boulon ou de la vis ;

de la rsistance au cisaillement de la pice traverse par ces fixations ;

de la rsistance l'appui ou rsistance l'crasement.

Pour des lments soumis des efforts alterns (compression / flexion), on adopte le taux de travail l'appui suivant :

taux de travail l'appui = t / 1,5 t / 2

Ceci vite le matage et le jeu (usure) qui pourrait en dcouler. C'est aussi la raison pour laquelle on prfre raliser des axes creux et grand diamtre.

Congs:

Si une pice mtallique prsente une brusque variation de section on doit prvoir un cong (de l'ordre de celui indiqu dans le tableau standard des boulons).

Dfinition : un cong est un adoucissement en portion de cercle, ou plus gnralement un raccord plus ou moins arrondi la rencontre de deux surfaces plan

Travail des vis et des rivets :

Ces lments ne doivent travailler qu'en cisaillement et jamais "en tte". Dans ce dernier cas, seuls les boulons sont adapts.

Pices dformes:

Aucune pice dforme accidentellement pendant la construction ne peut tre redresse froid puis rutilise.

Orientation des boulons verticaux et horizontaux:

La tte des boulons verticaux doit tre place en haut, et la tte des boulons horizontaux doit tre place vers l'avant.

Les crous de blocage doivent tre freins, soit par des rondelles Grower ou par des rondelles en ventail (fig. 6.7-6 ci-dessous), soit par des goupilles.

Rondelles "Grower" (fendues) et "en ventail" (figure 6.7-6 G. Pernot)

f6.7-6

Soudure autogne et lectrique :

La soudure autogne est utilise sur les aciers doux et au chrome-molybdne ;

La soudure lectrique s'utilise pour des aciers inoxydables en faibles paisseurs.

Proprits des aciers en aronautique (fig. 6.7-7 et 8 Vallat 1944 Cours de RDM aviation)


22/35



6.7-7


23/35



6.7-8

6.8 Les alliages lgers type duralumin en aronautique

Notions gnrales sur les alliages lgers type duralumin


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Les alliages lgers sont trs priss en aronautique car leur densit est trs faible et leur rsistance leve.

Cependant la soudure de ces alliages reste trs dlicate et rserve des spcialistes trs comptents ; aprs la soudure, les alliages lgers doivent subi

raitement thermique.

Voici leur composition moyenne :

Al = 94,2 %

Cu = 4 %

Mg = 0,5 %

Mn = 0,5 %

Si = 0,5 %

Fe = 0,3 %

Traitements des alliages lgers

Les proprits de ces alliages varient en fonction de l'quilibre thermique de trois de ses composants : Al, Al2-Cu, Mg2-Si.

ls s'utilisent soit l'tat recuit, soit l'tat tremp et vieilli.

L'tat recuitest un moyen de fortune lorsqu'on n'a ni foiur ni bain pour traiter le duralumin : la pice d'alliage est d'abord marque au savon ; puis lorsqu

avon noircit, cela veut dire que la temprature a atteint environ 360. Alors, on refroidit la pice d'alliage en air calme durant quatre heures. A ce moment-l

mtal est trs mallable et il peut donc tre facilement cambr, cintr ou embouti. Mais s'il ne reoit aucun traitement ultrieur, comme un trempage par exem

lors, ses caractristiques sont les suivantes :

R = 20 ;E = 7 ;

A = 20 % ;

L'tat tremp : dans une usine dote de l'outillage adquat, on peut au contraire porter l'alliage son maximum de rsistance. On le chauffe trs h

emprature (480 490) puis on le trempe brutalement dans de leau 15. Pour chauffer l'alliage, soit on le trempe dans un bain d'azotate de sodium (bain

nitrates), soit on le passe au four, lectrique ou gaz. On contrle la temprature de chauffage au pyromtre. Enfin, on le trempe dans de leau 15.

A ce moment-l, l'alliage reste mallable pendant huit heures, et comme dans le cas de l'alliage recuit, il peut tre facilement cambr, cintr ou embouti.

L'tat vieilliHuit heures aprs le trempage, l'alliage reprend peu peu sa duret et ses qualits par vieillissement.

R = 40 ;

E = 20 ;

A = 14 % ;

Le vieillissement peut durer,

oit quatre jours s'il se fait l'air libre ;

oit deux heures dans l'eau bouillante puis quarante-huit heures l'air libre.

Remarques:

L'alliage fond au dessus de 510 : il devient alors inutilisable. Il est donc essentiel d'avoir des pyromtres prcis et de les conrler rgulirement pendan

hauffage.

L'utilisation de bainsau lieu de fours lectriques ou gaz, oblige dcaper minutieusementl'alliage.

Cot des fours de traitement: le cot lev des fours de traitement force le constructeur amateur confier ces travaux un professionnel bien outill.

Protection:

Bains l'huile cuite ;

Vdalisation : le Vdal ou Alclad est une tle d'alliage base d'aluminium recouverte sur les deux faces d'une couche d'aluminium trs pure et trs adhre

Au contact de l'air libre, il se forme une pellicule d'alumine qui isole l'alliage.

La tle Vdal (dural-vdal), comme l'Alclad, est constitue d'une me en aluminium / magnsium qui l'on fait subir un traitement chimique alcalin qui cre

ellicule d'aluminium "pur" sur ses deux faces.

L'Alclad est en fait une marque d'Alcoa utilise come terme gnrique pour dcrire une couche d'aluminium trs pure dpose en surface d'un alliage b

d'aluminium et resistant la corrosion.

Dans l'industrie, le Vdal ou Alclad est utilis sous forme de tles ou de bandes, principalement pour fabriquer des revtements.

Emploi des alliages lgers


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Les alliages lgers sont utiliss sous diffrentes formes :

Barres tirespour dcolletage.

Note : dcolletage = usinage de barres sur des tours par enlvement de matire pour donner des pices cylindriques (vis, boulons, axes, etc.)

Tlesde 2 m. x1 m. x3/10emm. 50/10emm., qu'on utilise pour fabriquer des bords d'attaque, des revtements, des nervures ou des ferrures.

Tubesronds, rectangulaires, profils, diffrentes dimensions :

Les tubes ronds entrent dans la fabrication des longerons d'ailes, des charpentes de fuselage, des charpentes d'empennage, etc. ;

Les tubes rectangulaires pour les longerons de voilure ;

Les tubes torpdos pour les jambes de train et les montants extrieurs.

Cornires et profils : ils font l'objet de standards de dimensions, ou sont fabriqus par le constructeur amateur par cambrage de la tle.

Rivets: ils sont recuits ou tremps ; on les utilise dans les quatre heures qui suivent la trempe, c'est dire pendant le laps de temps o ils restent mallable

Modes de calcul des alliages lgers

En flexion, cisaillement, glissement, et en torsion: mmes formules que pour l'acier.

En compression : notons que dans la formule d'Euler, E = 7000, et dans la formule de Rankine-Rsal, K = 1/3000. Le duralumin est donc peu employ p

es pices longues comprimes.

Au voilement: mmes formules que pour l'acier, avec k = 1/1400pour les tles planes.

Rsultats d'essais sur les rivets

Espacement: Les rivets ont le mme espacement que pour l'acier.

Diamtre : Le diamtre du rivet est de trois deux fois l'paisseur de la tle la plus mince assembler, mais pratiquement, pour les tles de 30/10 em

0/10emm., le diamtre maximum du rivet est de 6 mm.

Rsistance au cisaillement: pour les rivets en duralumin, on peut compter sur une rsistance au cisaillement de 25kg. mm 2.

Travail l'appui, congs, travail des rivets, position des boulons: mmes remarques que pour l'acier.

Alliages de fonderie

W. 41: le W. 41 est l'alliage de fonderie lger au cuivre-titane qui possde la rsistance mcanique la plus leve connue actuellement. Caractristiques :

R = 32 ;

E = 20 ;

A = 4 % ;

Densit 2,75 2,8 ;

Composition approximative :

94 Al ;

5 Cu ;

0,2 Mg ;

0,3 Ti ;

0,5 Si et Fe ;

Alpax : cet alliage a la mme composition que le duralumin, mais sa teneur en silicium est nettement plus leve, tandis que sa teneur en aluminium dimi

d'autant. Caractristiques :

R = 16,5 ;

A = 4 % ;

Densit 2,6 2,8 ;

Proprits des alliages lgers en aronautique (fig. 6.8-1 Vallat 1944 Cours de RDM aviation)


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f6.8-1

6.9 Les alliages ultra-lgers base de magnsium

Notions gnrales sur les alliages ultra-lgers

Ces alliages base de magnsium contiennent une petite proportion d'autres corps tels que Si, Al, Zn. Densit 1,7 1,9. Caractristiques :

Alliage courant de forge : pour pces usines...

R = 25 ;

E = 16 ;

A = 12 % ;

Alliage normal de laminage: tles...

R = 20 ;

E = 16 ;

A = 8 % ;


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Alliage courant de moulage: pour les masses importantes travaillant peu, comme les cales, les carters, les pieds de mts.

R = 17 ;

E = 9 ;

A = 5 % ;

Traitements des alliages ultra-lgers

La protection du magnsium : s'appelle le mordanage, (dcapage aux acides d'une surface mtallique), cela consiste immerger les pices base

magnsium dans un bain de chromates alcalins.

Emploi des alliages ultra-lgers

Voir tableau 6.9-1 ci-dessous.

Proprits des alliages ultra-lgers base de magnsium (fig. 6.9-1 Vallat 1944 Cours de RDM aviation)

f6.9-1

6.10 Autres mtaux util iss en aronautiquenous citons pour mmoire :

l'Aluminium, densit 2,6 2,7, est utilis pour les tles de capotage, les tubes de canalisations, les pices fondues pour raccords, les barres pour pi

dcolletes telles que les poulies ou les boulons.

le Cuivre, densit 9 (d = 8,920), se trouve dans les fils lectriques et dans les lments de radiateurs.

>Etc....

Densit des mtaux et alliages courants


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densit de l'acier inoxydable type 304 : 8,02

densit de l'inconel: 8,25

densit du cuivre : 8.92

densit du plomb : 11,35

densit du zinc : 7,15

densit du titane : 5

densit du nickel : 8.9

densit des cupronickel ( 30 %) : 8,95

densit du laiton : 8,47

densit des alliages d'aluminium : 2,74

densit du fer : 7,32

densit du constantan (cupronickel 55-45) : 8,9

densit du zirconium : 6,5

densit des alliages de magnsium : 1,77

La densit peut tre rapproche de la masse volumique :

Par exemple, une densit gale 8,00 correspond une masse volumique de 8,00 g./cm 3.

6.11 Les toi les et fils en aronautique

Quel revtementchoisir ?

Le mtalse conserve bien, mais il est lourd et dlicat poser et il n'est intressant que s'il participe la rsistance de l'ensemble de la machine.

Le bois : le revtement en bois enduit et verni parat intressant premire vue, mais il est un peu plus lourd que la toile et plus difficile poser

emplacer, par ailleurs, l'exprience a montr que le bois s'altre peu prs aussi vite que la toile.

La toileest lgre et, de plus, facile poser et remplacer.

Utilisation des toiles: voir cahiers du RSA n266 268.

L'entoilage: diminue la trane, il permet de crer un revtement de tissu flexible, lger et rsistant, tendu sur une ossature, telle que l'aile, les gouvernes ou

uselage.

Le marouflage: consiste augmenter la rsistance d'uune surface de contreplaqu ou de bois en y collant un tissu.

Dans les annes 1920 1950, en aviation, on utilisait des tissus naturels tels que soie, coton et lin, puis la soie a vite t remplace par le lin, et finalemen

n est venu utiliser presque exclusivement des toiles de lin.

La soie: tait le meilleur rapport rsistance/poids, mais elle tait trop chre et vieillissait vite ;

Le coton d'Egypte: avait des fibres longues et fines et fut utilis jusque vers 1970 ;

Le lin d'Irlande : fibres longues et fines fut largement utilis jusqu'en 1970 et au-del.

Aujourd'hui les tissus naturels sont pratiquement rservs la restauration, pour entoiler des avions de collection anciens. Pour les petits avions de construc

mateur, on utilise le plus souvent des tissus synthtiquespolyester, le "dacron" ou le "tergal" (voir tableau 6.11-1 ci-dessous).

Comparaison Ceconite, Diatex et Stits Poly-Fiber (tableau 6.11-1 Nigel Stevens 2009 cahier du RSA n266)


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6.11-1

La pose du tissu: on pose toujours la chane dans le sens de l'coulement de l'air. Pour les surfaces qui subissent un gauchissement il est prfrable de pose

oile en biais ( 45).

La chane : les fils de chane sont disposs dans la longueur du rouleau de tissu, ils sont tendus en nappe dans la longueur du mtier tisser, et enrouls

deux "ensouples" (cylindres), le rouleau de chane et le rouleau d'toffe.

La trame: Les fils de trame croisent perpendiculairement les fils de chane et sont passs par la navette dessus-dessous les fils de chane.

Tension du tissu : on tend le tissu ...

en fixant les bords avec des clous, aprs avoir tir dessus ;

en rtrcissant le tissu aprs l'avoir mouill. Mais si le retrait n'est pas bien dos, ceci risque de casser la structure ou d'alourdir l'avion par temps de pluie ;

ou en utilisant des enduits de tension (dcrits ci-aprs).

Aux Etats-Unis, on proposait mme une poque, pour certains types d'avions, des housses ayant la forme de la structure, mais contre toute attente, cel

implifiait pas forcment la pose, loin s'en faut.

La toile de lin:

La toile de lin se prsente en rouleaux d'environ 70 m. sur au moins 1 m. de large. Elle est dcatie l'eau chaude (tendue sur bti, asperge d'eau chau

rosse) et non calandre (passage au rouleau pour presser et craser).

On peut distinguer trois qualits de toile :

M.R.ou moyenne rsistance, pour les avions lgers et les avions cole (poids = 165 g./m 2, rsistance la traction = 2000 kg./m. de large);

H.R.ou haute rsistance, pour les appareils de transport ou de guerre ;

T.H.R.ou trs haute rsistance, pour les avions de chasse ou de course

Perte de rsistance par vieillissement:

Aprs cent heures de vol, mme si elle est abrite des intempries et des ultra-violets du soleil ou de la lune, une toile de revtement perd environ 25 % d

sistance primitive.

Les tissus naturels : subissent le pourrissement et la dgradation par les U.V. ;

Les tissus synthtiques : sont dgrads par les U.V., mais sont insensibles l'humidit. Toutefois, ils peuvent provoquer une rtention d'eau contre la struc

t provoquer ainsi son pourrissement ou sa corrosion (suivant le type de structure, bois ou mtal).

Les fibres synthtiques durent plus longtemps ( 20 ans) que les fibres naturelles ( 3 ans). De plus, les tissus synthtiques sont moins chers et plus facile

mettre en uvre.

Avant de rentoiler, on peut tolrer jusqu' 50 % de perte de rsistance au maximum. Au del, la toile perd toute sa souplesse : elle reste dforme et ne rev


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lus aprs une pression de la main.

La rsistance de la toile se vrifie sur des rondelles d'essai prleves entre le tiers et le quart avant, qui correspond au maximum de pousse. Si la rsista

vrifie est infrieure de moiti celle de la toile neuve, l'avion doit tre imprativement rentoil.

Les fils: voir cahiers du RSA n266 268.

Le type de fil:

Le type de fil utiliser doit tre de prfrence du mme type que la toile qu'on veut coudre :

Avec des tissus naturelstels que coton et lin, on utilise du fil de coton ou de lin (du pur lin, cru) ;

Avec des tissus synthtiques(polyester ou "dacron"), on utilise du fil polyester ou nylon.

Mais on peut aussi panacher, c'est dire coiudre un tissu naturel avec du fil synthtique et vice versa.

Rsistance du fil selon son usage:

Pour le fil machinequi sert coudre les toiles entre elles, le fil doit peser 20 g. pour 100 m. au maximum, et rsister une traction de 3 kg. au minimum

Pour le fil larderqui sert fixer les toiles sur les nervures ou sur les treillis de fuselage, le fil doit peser 70 g. pour 100 m. au maximum, et rsister

raction de 15 kg. au minimum.

Pour le fil fouetqui sert faire des laages, le fil doit rsister une traction de 25 kg. au minimum.

Le lardage : permet d'attacher le tissu aux nervures l'aide de fils nous. On passe les fils autour des nervures pour plaquer le tissu et transfrer les for

d'aspiration arodynamiques (sustentation) de la surface de la toile la structure. Il a vite remplac les baguettes cloues, ou les bandes de mtal visses

ivetes.

6.12 Les enduits, vernis et peintures aronautiques

? Les enduits :

Les enduits servent tendre la toile, la rendre plus rsistante (de 25 % environ), l'impermabiliser et la protger du vieillissement caus par les U.V

oleil ou de la lune. Ils servent aussi constituer un support pour la peinture.

usqu'en 1918, on utilisait l'maillitecomme enduit impermabilisant, c'tait une poudre de billes de verre mlange de l'actone ; cet enduit vieillissait ma

devenait orang sous l'action des U.V. Puis, pour rsister aux U.V., on a utilis des enduits la poudre d'aluminium qui donnait une teinte argente (et un as

ypiquement rtro).

Les enduits courants sont aujourd'hui base de nitrate de cellulose dissous et dilu, ils sont apparus ds 1920, ou bien, la cellulose actate butyrate m

nflamable. Toutefois, seuls les enduits nitro-cellulosiques adhrent bien sur les fibres de polyester ; sur cet enduit, on peut alors utiliser des peintures butyr

ou nitrocellulosiques bien entendu).

l existe plusieurs sortes d'enduits :

Les enduits d'impression et lisser fluides ;

Les enduits incolores visqueux ;

Les enduits-colle visqueux ;

Les enduits colors visqueux.

Les enduits sont tals sur la toile l'aide d'un pinceau plat ou queue de morue, ou avec un pistolet, dans des salles chauffes environ 18 et ventiles

hauffage 18 vite que l'enduit s'tale en plaques blanchtres, et une bonne ventilation vite d'empoisonner le personnel.

Pour raliser un enduisage non pigment, on passe ...1 couche d'enduit d'impression ;

2 couches d'enduit incolore ;

1 couche d'enduit lisser.

l faut attendre huit heures entre chaque couche et poncer la surface aprs application de la 2 eet de la 3ecouche.

Pour raliser un enduisage pigment, on passe ...

1 couche d'enduit d'impression ;

1 couche d'enduit incolore ;

1 couche d'enduit color.

On utilise au total 1 kg. / m2d'enduit, dont la plus grande part s'vapore ;

2 2


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Pour de l'enduit incolore, le poids de la toile augmente de moins de 100 g. / m , et de moins de 140 g. / m pour de l'enduit pigment ;

La tension de la toile doit augmenter 300 400 kg. par mtre de largeur.

Exemples d'enduits de tension nitrocellulosiques: (existent depuis les annes 1920 !)

Enduit de tension incolore nitrocellulosique, (rf E.4034 DIATEX)

Sutilise pour tendre et stabiliser la tension, garnir, rigidifier et tanchifier la toile. A appliquer avec une brosse plate ou un rouleau (pistolet interdit) en croi

es couches. 3-4 couches pour la DIATEX 2000, 2-3 couches pour la DIATEX 1500 et 2 couches pour la DIATEX 1000. Une heure est ncessaire entr

ouches. Sutilise pur ou avec 10 % maxi de Diluant E4930. Pouvoir couvrant : environ 4 m par litre et par couche. Temps de schage final : 2 3 heu

Temps de schage final conseill avant peinture : 1 semaine

Enduit de tension aluminium nitrocellulosique , (rf E.4731 DIATEX)

L'aluminium protge la toile contre les U.V. si on utilise des peintures autres que les peintures DIATEX. A appliquer avec un rouleau ou un pistolet sur 1 o

ouches 10 mn dintervalle, avec 20-25 % de Diluant E4930. Inutile si emploi des apprts et peintures DIATEX. Peut-tre utilis comme peinture finale

ook rtro, argent, protg par le vernis E5540. Trs bon isolant, trs efficace contre lhumidit. Pouvoir couvrant : 5 6 m par litre et par couche. Tem

chage final : 1 heure.

? Les vernis :

Les vernis servent protger la toile contre la pluie, contre le vieillissement par les U.V. du soleil et de la lune, et le lissage amliore la trane. Ils prot

ussi les bois et les mtaux contre l'humidit, et le pourrissement qui en dcoule, ou contre la corrosion.

Les vernis anciens taient base d'huile vgtale (huile de lin) et de gomme.

Les vernis les plus courants actuellement sont base de nitrate de cellulose.

Les vernis sont passs au pinceau oiu au pistolet, de prfrence dans une temprature ambiante d'environ 15, avec une hygromtrie faible (voir don

ournisseur).

? Les peintures :

Les peintures sont des vernis colors par des sels mtalliques.

6.13 Les col les et le caoutchouc

Les colles servent assembler les pices de bois (colles fortes) ou coller les feuilles de contreplaqu (colles la fibrine ou la baklite). Le caoutchouc e

dans la composition des pneus et des chambres air, des extenseurs, des durites et du caoutchouc-mousse.

? Les colles :

Les diffrents types de colle:

1) Colles minrales

2) Colles de rsines synthtiques thermodurcissables :

Phnol FormolRsorcines Formol

Ure Formol

Mlamine Formol

Polyurthane

Rsines poxydes

3) Colles de rsines synthtiques thermoplastiques :

Actate de polyvinyle

Polyamides

Chloroactate de vinyle

4) Produits cellulosiques et drivs de l'amidon:

Actate de cellulose


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Nitrate de cellulose

Amidon

Dextrine

5) Protines:

Casine Soja

6) Colles animales, colle forte, colle de poisson :

Albumine de sang

Casine

7) Colles base de caoutchouc naturel ou synthtique :

Latex

Caoutchouc naturel ou rgnr

Noprne

Butabine Acrylonitrile.

? Les colles aronautiques courantes :

Les colles anciennes:

Les colles fortes: sont base de glatine d'os, de cornes et de peaux. Elles se prsentent sous forme de plaquettes jaune clair transparentes.

La prparation consiste mlanger 4 parties de colle et 6 parties d'eau, puis chauffer le mlange au bain-marie jusqu' ce qu'il devienne visqueux ; la solu

e conserve douze heures. On l'utilise environ 70 dans une salle chauffe 30 (sinon, on rchauffe les pices au fer 30. Les pices assembler d'abord brettes au rabot spcial (Bretter = Pratiquer des dentelures avec un bauchoir dentel pour dgrossir le bois) pis chauffes. Ensuite on applique la c

haude et on serre les pices fortement pendant douze heures. L'assemblage peut tre utilis aprs quarante-huit heures. Enfin les joints sont rendus insolubl

aide de formol.

Les colles la casine : sont plus simples utiliser que les colles fortes ci-dessus, car sans contraintes de temprature. Elles se prsentent sous forme d

oudre blanche fine ou grenue (mais passant au tamis la maille de 2 mm.).

La prparation consiste la dissoudre froid dans l'quivalent de son propre volume d'eau ; on obtient ainsi un liquide fluide qui se conserve au maximum do

heures. Aprs assemblage, les pices sont serres et le schage dure quarante-huit heures.

Les colles la Fibrine : ou colles de sang contiennent 80 % d'albumine soluble. Elles se prsentent sous forme de lamelles noires.

On utilise ce type de colle uniquement pour coller les plis de contreplaqu entre eux.

Les colles la baklite (Tego-film): sert aussi au collage des plis de contreplaqu.

Les colles nitrocellulosiques: au nitrate de cellulose

Enduit colle nitrocellulosique, (rf E.4038 DIATEX)

Pour le collage de votre toile sur la structure bois, mtal ou pour un collage toile-toile. A utiliser pur ou avec 20 % maximum de diluant E4930. Une h

dattente entre chaque couche est ncessaire. A appliquer avec une brosse. Temps de schage : 1 heure.

Les colles rsorcine formol:

Elles servent pour le collage des bois entre eux. Mises au point vers les annes 1990, ce sont des combinaisons rsorcine formol, phnol actylne, furf

ormol, offrant une bonne tenue aux intempries. Elles n'ont qu'un seul dfaut : leur prix de revient assez lev.

Elles se prsentent sous la forme d'une rsine provenant de la polymrisation incomplte de la rsorcine et du formol. Un durcisseur base de formol, liv

art en mme temps que la colle, permet la polymrisation de reprendre et de se parachever. La polymrisation se produit en 4 5 heures 25 ou 30. Il

partir 200 250 g./m. sur les deux faces assembler et les mettre en contact dans la demi-heure qui suit l'tendage de la colle. On attend environ un q

d'heure pour appliquer une pression de l'ordre de 2 5 Kg./cm.

Colles courantes base de rsorcine

Ces colles sont compatibles avec la norme NFL 17-990 qui a remplac en 1995 l'ancienne norme AIR 8105. Les colles agres sont rpertories dans le fasi

GSAC 62-15 3 (4edition de 04.1995). Des essais de fendage sur prouvettes et des essais simplifis sont proposs dans le fasicule GSAC 62-15 4.

Colles base de rsorcine les plus courantes (tableau 6.13-1 Nigel Stevens cahier du RSA n265 p44, 2009)

Colle Fabricant / fournisseur Usage Agrment

Arodux 185/155ou Enocol (industrielle)

Bostik / Valex (Fr),Friebe (D)

Avions en boisagre en 1977norme AIR 8105

Sader Marine, sans phnolBostik / Air menuiserie Avions en bois

agre


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(tiquette bleue) norme NFL 17-990

Sader Menuiseries extrieures(tiquette verte)

Bostik / Gde distribution Portes, volets en boisnon agre

pas d'essais disponible

En ce qui concerne la colle Sader Marine, ses caractristiques mcaniquessont requises pour les dossiers de conception et de rparation. Elles figurent dan

note SM 08.01 d'Air Menuiserie, disponible sur demande par e-mail.

Les donnes de scuritsont sur www.bostikpro.com ou sur www.quick-fds.com.

? Le caoutchouc :

Le caoutchouc est tir de la sve de certaines plantes tropicales telles que l'hva. A l'tat naturel, il perdrait rapidement son lasticit ; il faut don

vulcaniser" par addition de 1,5 % de soufre.

En aviation, le caoutchouc entre dans la composition des pneus et des chambres air, des extenseurs, des durites et du caoutchouc-mousse.

Pneus et des chambres air

Les pneus d'avions sont conus pour travailler l'crasement plutt qu'au frottement. Ils sont donc trs riches en gomme, et souvent renforcs par des to

textiles ou mtalliques) noyes dans la gomme.

Les chambres air sont constitues d'une feuille de para (feuille de caoutchouc) trs souple, enroule sur un mandrin et soude par dissolution suivant

gnratrice ; on rapproche les extrmits du boudin obtenu, puis on les manchonne et on les soude.

Le tableau des pneumatiques est donn Chapitre 2, 10.4.1 Calcul des contraintes appliques au train datterrissage (Calcul des roues et des pneus).

Extenseurs

Les extenseurs (ou tenders) sont un assemblage de fils de caoutchouc pure gomme et pur soufre section carre d'un mm. de ct. Le nombre de fils est fix

e tableau standard 6.13-2 ci-dessous. Chacun de ces fils est couvert d'une tresse en fil glac noir avec deux filets colors, qui permettent de distinguer le t

d'extenseur.

On peut les utiliser comme amortisseurs (de train d'atterrissage ou de bquille), comme suspension d'instruments de bord, ou comme rappels lastiques de p

ixes.

Tableau standard des extenseurs en caoutchouc (tableau 6.13-2 R.G. Desgrandschamps)

f6.13-2

Voir aussi le Chapitre 2, 10.4.1 : Calcul des contraintes appliques au train datterrissage (Amortisseurs sandows). Le graphique 10.4.1-3 donne l'allongem

ar kg. ou par kgm.

Amortisseurs sandows : allongement (%) en fonction de la charge (K) et de l'nergie (Kgm.) absorbe (fig. 10.4.1-3 R.G. Desgrandschamps)


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f10.4.1-3

Durites

Les durites sont des tubes qui raccordent les canalisations d'huile et d'eau, mais pas les canalisations d'essence. Elles doivent tre souples, homognes, ferme

sistantes aux agents physiques et chimiques. Ces tubes sont constitus d'une couche interne et d'une couche externe de caoutchouc, spares par deux qu

oiles de coton caoutchoutes.

Dimensions des durites du commerce (tableau 6.13-3 R.G. Desgrandschamps)

f6.13-3


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Caoutchouc-mousse

Le caoutchouc-mousse sert confectionner les coussins, les garnitures d'habitacle, les joints de capot, etc.

C'est une matire poreuse bien plus lgre que l'eau, trs souple, et donc un isolant thermique, acoustique et lectrique qui absorbe les vibrations et les chocs.

On fabrique le caoutchouc-mousse en emprisonnant des bulles d'air dans du caoutchouc en fusion.

6.14 Normes util isables

Pour la cellule et les ailes , on peut utiliser lanciennenorme franaise 2004-B (en systme mtrique), bien que pour un avion priv, son application ne soit

xige par le service technique de l'aronautique, mais elle peut s'avrer utile.

Pour le trainon peut se baser sur lanorme amricaine FAR 23bien qu'ici aussi aucun essai de rupture de l'atterrisseur ne soit exig.

Le tableau de proprits ci-dessous est donn pour mmoire :

MATIEREMasse vol.

g/cm3Mod. lasticit

Kg/mm2Traction

Kg/mm2Compression

Kg/mm2Flexion

Kg/cm2

Peuplier 0,44 800 6 3,15 900

Spruce 0,46 1000 7 3,5 1000

Bouleau 0,70 1100 . . .

Frne 0,72 1200 9 4,5 1500

Magnsium 1,80 4500 . . .

Alu 2017-A 2,80 7400 . . .

Carbonepultrud

1,53 13400 . . .

Acier A-37 7,80 20000 . . .

rchitecture Web : Gilbert Pernot
mailto:[email protected]:[email protected]

Documents

Matériaux aéronautiques_ propriétés