Qu’est-ce qu’un ressort de torsion ?
Un ressort de torsion est un ressort qui génère une force par un mouvement de rotation.
Il s’agit d’un type de ressort hélicoïdal, également appelé ressort hélicoïdal de torsion. Lorsqu’un couple est appliqué autour d’un axe de rotation, une déformation élastique se produit et un couple de réaction est généré. Il se caractérise par sa grande efficacité en termes d’espace grâce à sa forme en spirale. Des couples importants peuvent être générés dans des dimensions relativement réduites.
Utilisations des ressorts de torsion
Les ressorts de torsion sont utilisés dans un large éventail d’applications et peuvent être utilisés dans des articles familiers tels que les trombones et les pinces à linge.
1. Dans l’industrie automobile
Dans l’industrie automobile, les ressorts de torsion sont utilisés dans les mécanismes d’amortissement (suspensions) et les charnières de portes. En particulier, les ressorts de torsion des charnières de porte sont chargés de maintenir la porte ouverte dans une position stable. Ils sont choisis pour leur efficacité en termes d’espace et de coût, car ils fournissent des forces de réaction dans une construction compacte.
2. Dans l’industrie du bâtiment
Dans le secteur de la construction, ils sont utilisés dans les charnières de portes, les cadres de fenêtres et les portes de garage. Ils jouent notamment un rôle très important en tant que ressorts pour l’ouverture et la fermeture des grandes portes de garage. Ils sont largement utilisés dans l’ameublement, comme les portes de placard.
3. Autres utilisations
Parmi les autres applications, on peut citer les lits et les tables d’opération pour les équipements médicaux dans l’industrie médicale. Ils sont l’un des composants les plus importants de notre vie quotidienne et de l’industrie.
Principe des ressorts de torsion
Les ressorts de torsion sont un type de ressort qui génère une force par un mouvement de rotation. La torsion est utilisée pour générer un couple. Ils sont constitués d’un fil enroulé en forme de spirale, dont l’une ou les deux extrémités sont pliées en forme de crochet pour maintenir la forme de la spirale.
Les ressorts de torsion se déforment en réponse à un couple appliqué autour de l’axe de rotation. Lorsqu’un couple est appliqué, le fil se tord et génère une force élastique. Cette force élastique génère un couple de réaction dans la direction opposée au couple appliqué, qui tente de ramener le ressort de torsion à sa forme initiale.
Le couple sur le ressort de torsion est exprimé par l’équation suivante :
T=kθ
où T est le couple, k est le coefficient de rigidité du ressort de torsion et θ est l’angle de torsion du ressort de torsion. Le couple et l’angle de torsion sont proportionnels : plus le coefficient de rigidité du ressort de torsion est élevé, plus le couple généré est important pour un même angle.
Types de ressorts de torsion
Le type de matériau utilisé pour les ressorts de torsion est choisi en fonction de l’environnement d’utilisation. En général, on utilise de l’acier bon marché, mais l’acier inoxydable peut être utilisé si la résistance à la corrosion est requise. Les alliages nickel-titane sont également utilisés si un couple plus élevé est nécessaire.
Les alliages de tungstène sont également produits dans des secteurs où une très grande solidité et une très grande résistance à la corrosion sont requises, comme dans l’aviation et l’industrie automobile. Ils sont souvent utilisés à des températures élevées et dans des environnements corrosifs, et là où une technologie avancée est requise, comme dans les équipements médicaux et les vaisseaux spatiaux.
Il existe également plusieurs types de ressorts de torsion, en fonction de leur construction. Voici quelques exemples de ressorts de torsion :
1. Ressorts de torsion à enroulement diagonal
Il s’agit d’un ressort de torsion dont le fil est enroulé en biais. Ils peuvent générer un couple plus important que les ressorts de torsion normaux. Ils sont utilisés dans les suspensions automobiles, les charnières de porte et les matériaux de construction lorsqu’un couple élevé est nécessaire.
2. Ressort de torsion double
Ces ressorts utilisent deux ressorts de torsion en même temps. Ils peuvent générer des couples plus élevés. Ils sont construits avec des bras droits aux deux extrémités. Les ressorts de torsion doubles sont utilisés dans les situations où un couple plus important est nécessaire, par exemple sur les grandes portes.
3. Ressorts de torsion miniatures
Les ressorts de torsion miniatures sont fabriqués en petites dimensions. Ils sont disponibles dans des diamètres de quelques millimètres ou moins. Ils sont utilisés dans les petits appareils tels que les montres et les appareils électroniques.
En raison de leur très petite taille, ils sont fabriqués à l’aide de fils minces. Ils exigent un très haut degré de précision et leur fabrication est très sophistiquée sur le plan technique. Ils sont conçus pour s’intégrer dans de petits espaces et peuvent générer des couples très faibles.