Comment calculer la résistance à la traction d'un fil d'acier tressé?

Je travaille sur un projet de conception d'une bobine de ressort de recul de 10,2 mm de diamètre et de 1,25 mm de diamètre. J'ai essayé d'utiliser un fil solide mais il a échoué en raison d'une résistance à la traction inadéquate. Les dimensions ne peuvent être modifiées que de 5 mm, ce qui n'est pas suffisant pour que le fil à âme solide fonctionne.

Mon professeur a suggéré de rechercher un fil tressé plutôt qu'un fil solide. J'ai envisagé un câble métallique 6x7 mais ils sont trop gros. Après quelques recherches sur Google, j'ai découvert qu'il existe des ressorts de rappel avec des fils tressés à 3 brins. Je sais que cela va être un peu moins de 3 fois la force des fils individuels. J'ai cherché des manuels, des ouvrages de référence, etc., mais je n'ai trouvé aucune relation / formule établie entre les brins et la résistance à la traction. Comment puis-je déterminer la résistance à la traction d'un fil d'acier tressé en fonction du nombre de brins?

Tout d'abord, la résistance à la traction est une propriété du matériau , pas le ressort lui-même. La résistance, souvent notée , peut être considérée comme la force qu'un matériau peut supporter pour une section donnée. Si vous voulez que quelque chose puisse supporter plus de force, la méthode la plus simple consiste à augmenter la section ou à obtenir un matériau plus résistant.$\sigma = F/A$

Deuxièmement, je pense que vous vous méprenez sur le but du fil tressé. Généralement, les fils de tressage n'augmentent pas leur capacité à résister aux forces. En supposant que le diamètre net du fil tressé soit égal au diamètre d'un solide, la section du câble solide sera plus grande, ce qui suggère qu'il peut supporter plus de force. Le tressage rend le fil plus résistant à l'usure .

Pensez-y de cette façon: une fois qu'une fissure se formera dans un fil solide, elle peut se répandre dans le tout, entraînant une défaillance. Si une fissure se forme dans un seul brin de fil dans un fil tressé, seul le brin individuel échouera, laissant les autres brins assumer la charge. Gardez à l'esprit que cela n'empêche pas le fil tressé de tomber en panne, il vous donne juste un peu plus d'utilisation (et des signes visibles de dommages) avant que le fil ne tombe complètement en panne.

Consultez cette page sur les ressorts de recul échoués. L'auteur indique que les ressorts toronnés ont une durée de vie améliorée dans les applications à fortes contraintes et vitesses d'impact. L'auteur affirme également qu'il n'existe actuellement aucun programme précis permettant de calculer les contraintes sur les fils tressés.

Cela est dû au fait que les brins sont continuellement incurvés et que la répartition des contraintes à l'intérieur de ceux-ci est plus élevée près de la ligne médiane (courbure plus élevée) qu'à l'extérieur.

$\sigma = \frac{T}{A}$

Le calcul est assez complexe, mais pas compliqué. Les câbles toronnés offrent une résistance supérieure pour leur poids comparé à un fil plein du même diamètre.

$r$$p$