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PFE GIAT IndustriesMaîtrise desAssemblages
Vissés
PFE GIAT IndustriesMaîtrise desAssemblages
Vissés
PFE GIAT IndustriesMaîtrise desAssemblages
Vissés

• Christine Devos
• Sandrine Laffage
• François Mazières
• Frédéric Théoule

Daniel Tachon Stéphane Viganne Henri Laurent
Soutenance PFE INSA-GIAT - 22 Juin 2004
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Introduction

• PFE ? Validation des études dingénieur

• Nos compétences au service du besoin de GIAT
  Industries
• pour la Maîtrise des Assemblages Vissés
• Management de projet
• ? répondre aux attentes dans les 5 mois impartis
• Connaissances techniques pointues
• Outils qualité
• ? assurer qualité et fiabilité des résultats

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Introduction
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I - LAssemblage Vissé II - Conduite
du Projet III - Contrôle Ultrasonore IV -
Plan dExpérience V - Serrages Couple /
Angle VI - Industrialisation Serrage à
lAngle VII - Synthèse générale
PLAN
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PLAN
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I LAssemblage Vissé
Etat des lieux
Problème récurrent dans lensemble des industries
- transport - raffinerie - construction
navale ? Fort impact financier et humain
Objectif
Maîtrise du procédé des assemblages vissés ?
Augmenter la fiabilité
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I LAssemblage Vissé
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LAssemblage Vissé

• Définition
• Tension dans la vis
• ? Force de rappel maintenant les deux
• pièces à serrer lune contre
  lautre

• Montage
• Couple de Serrage ? Couple théorique
  permettant dobtenir
• la tension désirée
• Angle de Serrage ? Angle assurant
  lallongement nécessaire
• à la mise sous tension

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I LAssemblage Vissé
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II Conduite du projet
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II Conduite du Projet
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Actions Générales
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II Conduite du Projet
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Diagramme des Compétences
Groupe de Travail INSA
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II Conduite du Projet
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III Contrôle Ultrasonore

• Principe

• Propagation dune onde
• ultrasonore à lintérieur
• du matériau
• Moyen de contrôle non destructif
• Modification de la propagation de londe à la
  rencontre dun hétérogénéité
• Comparaison du signal de sortie avec un signal
  de référence pour définir le défaut

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III Contrôle Ultrasonore
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Dispositif
Limites

• Aspérités macroscopiques à la surface de la
  pièce
• Défaut dans le plan de propagation de londe
• Matériau hétérogène
• Défaut petit par rapport à la longueur donde

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III Contrôle Ultrasonore
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Applications Industrielles

• Mesure dÉpaisseur
• Recherche de défaut dans les Soudures, Moulages
• Définition de Défaut dans le volume dune pièce,
  dans sa forme et sa dimension
• Contrôle de lÉtat de Surface (corrosions,
  aspérités, )
• Mesure de la Vitesse du Son dans un matériau
  contraint ou non

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III Contrôle Ultrasonore
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Application au Contrôle de Vissage

• Le temps de parcours dune onde US dans une vis
  augmente avec
• lallongement géométrique de la vis
• la modification de la célérité due à la
  contrainte
• La tension dans la vis est accessible par la
  différence de temps entre létat à vide et létat
  sous charge

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III Contrôle Ultrasonore
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Contraintes
Surfaces lisses ? Surfaçage des deux extrémités
Réflexions non déviées aux extrémités ? Extrémités parallèles et perpendiculaires à laxe de la vis
Mesure en continue ? Sonde émettrice et réceptrice en bout de filet
Réception dun signal exploitable ? Signal très amorti et peu divergent
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III Contrôle Ultrasonore
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IV Plan dExpérience

• Objectifs

Quantifier les effets des paramètres et de leurs
interactions.
Connaissance accrue du procédé influence des
différents paramètres
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IV Plan dExpérience
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Déroulement Plan Expérience
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IV Plan dExpérience
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Paramètres étudiés
SOURCES A B C D E F
SOURCES Préparation Etat Surface sous tête Matériau Plaque Trouée Rondelle CS Etat surface vis Matériau Plaque Taraudée
Niveaux -1 Dégraissé peint Ra 0,8 Acier ordinaire non Dacromet Alu insert
Niveaux 0 Filet Graissé non-peint Ra 0,8 Acier à Blindage      
Niveaux 1 Filet Graissé Loctite non-peint Ra 6,3 THD oui Zinguée -Chromatée Acier blindé
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IV Plan dExpérience
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Choix de la Méthode dExpérimentation Appropriée
? Plan Complet - Plan Fractionnaire à 1
répétition évaluation de la dispersion ? 216
expériences - Plan Complémentaire sans
répétition précision des résultats ? 108
expériences
? Nombre total de 324 expériences
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IV Plan dExpérience
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Expérimentation sur Site

• ? Organisation Humaine
• 4 personnes - 4 tâches principales 
• - préparation des éprouvettes pour chaque
  expérience
• - vissage
• - mesures avec le BoltMike 3
• - dévissage notation des résultats mesurés

? Organisation Matérielle 2 ateliers en
alternance - 2 binômes
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IV Plan dExpérience
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IV Plan dExpérience
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Résultats
SOURCES A B C D E F
SOURCES Préparation Etat Surface sous tête Matériau Plaque Trouée Rondelle CS Etat surface vis Matériau Plaque Taraudée
Niveaux -1 dégraissé peint Ra 0,8 Acier ordinaire non Dacromet Alu insert
Niveaux 0 Graissé Filet non-peint Ra 0,8 Acier à Blindage      
Niveaux 1 Graissé Loctite non-peint Ra 6,3 THD oui Zinguée -Chromatée Acier blindé
Source Effet Fstat dInfluence
E -3 121 201 20,8
A 2 904 116 12,0
DEF -2 227 103 10,6
AD -2 498 86 8,9
F -1 896 74 7,7
DE 1 628 55 5,6
D -1 400 41 4,2
Tension Moyenne 30 045 N
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IV Plan dExpérience
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Fiche Coefficient de Frottement
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IV Plan dExpérience
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Fiabilité

• Cohérence générale des résultats
• Les valeurs extrêmes supérieures du prédicteur
  sont plus importantes
• Le prédicteur est une version plus spécifique de
  la norme, en accord avec les différentes
  configuration de GIAT Industries.

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IV Plan dExpérience
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V Serrages Couple / Angle
Avantages Inconvénients Incertitude
Serrage au Couple ? Serrage continu ? Souplesse des matériaux sans influence ? Déclenchement de la clé dynamométrique peu fiable   ? Grande influence de lincertitude sur le coefficient de frottement 28
Serrage à lAngle ? Précharge bien maîtrisée (coeff. de frottement peu influent) ? Précharge proportionnelle à langle de serrage ? Pas de problème de grippage ? Angles très petits peu fiables ? Souplesse des matériaux à maîtriser ? Discontinuité du serrage 15
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V Serrages Couple / Angle
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Assemblages Optimisés Assemblages Non Optimisés
Méthodes de calcul des Consignes de Serrage ? Détermination du coefficient de frottement ? Détermination du coefficient de frottement
Méthodes de calcul des Consignes de Serrage ? Calcul des consignes de serrage ? Calcul des consignes de serrage
Méthodes de calcul des Consignes de Serrage Logiciel COBRA Fiche de calcul
Méthodes de calcul des Consignes de Serrage ? Choix de la méthode à appliquer  couple, couple angle ? Choix de la méthode à appliquer  couple, couple angle
Limites ? Besoin dun technicien formé sur COBRA ? Connaissance des caractéristiques de lassemblages ? Non prise en compte  - du phénomène de torsion dans la vis - de la souplesse des matériaux
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V Serrages Couple / Angle
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VI Industrialisation Serrage à lAngle
Méthodologie de DEMING

• Phase pilote de Qualification
• Généralisation du Procédé
• Contrôle Continu

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VI
Industrialisation Serrage à lAngle
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VII Synthèse Générale
Techniquement

• Approche Pragmatique et Objective du sujet
• Développement dOutils Spécifiques
• Démarche Globale Intégration des Outils
  Développés
• Continuité de lAction

Humainement
Travail dÉquipe
Bilan
Expérience très positive Techniquement et
Humainement
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VII - Synthèse Générale