compliance

La compliance est l'inverse de la rigidité. Alors que la rigidité indique la force nécessaire pour déplacer un objet sur une distance donnée, la compliance indique la distance sur laquelle un objet se déplace sous une force donnée. Dans une poutre chargée, un ressort ou un logement, la compliance est le déplacement par unité de charge, mesurée en mètres par newton ou en pouces par livre. Un arbre rigide a une faible compliance ; un arbre flexible a une compliance élevée. Le concept est important car les structures réelles fléchissent toujours dans une certaine mesure, et cette déflexion affecte les performances, l'alignement et la durée de vie.

Dans la conception des roulements, la compliance du logement ou de l'arbre lui-même peut provoquer un désalignement et accélérer l'usure. Une broche avec un faux-rond de 0,005 pouce dû à la compliance de l'arbre à la vitesse de fonctionnement dégradera la finition de surface et la durée de vie de l'outil. Les carters d'engrenages doivent résister à la compliance sous les forces d'engrènement pour maintenir les profils de contact ; une flexion excessive du carter provoque une charge sur les bords des dents. Les machines-outils de précision sont conçues autour d'une faible compliance : les broches de rectification, par exemple, utilisent souvent des roulements à éléments roulants préchargés et des matériaux rigides spécifiquement pour minimiser le déplacement élastique qui se manifesterait par du broutage ou des ondulations sur la pièce.

La compliance décrit également la réponse des matériaux en fonction du temps sous une charge soutenue, parfois appelée compliance au fluage. Les polymères et les composites présentent une compliance significative qui augmente avec la température et le temps. Un insert en plastique dans un logement en aluminium se détendra progressivement, affectant la force de serrage et les tolérances de jeu sur des mois ou des années. Les ingénieurs en tiennent compte en spécifiant une contrainte de fonctionnement plus faible, des sections plus épaisses ou des matériaux intrinsèquement moins compliants (métaux, céramiques).

Pourquoi c'est important dans l'assemblage et le service

La compliance devient critique dans les assemblages boulonnés. Une rondelle souple sous une tête de boulon augmente la compliance ; elle répartit la charge sur une plus grande surface mais permet également une plus grande relaxation du joint, de sorte que la précharge diminue. Les concepteurs d'équipements soumis à de fortes vibrations choisissent souvent des rondelles en acier trempé et des rondelles d'épaisseur spécifique pour contrôler la compliance du joint et préserver la charge de serrage. Dans les systèmes hydrauliques, la compliance des tuyaux et des raccords (le volume que les conteneurs élastiques absorbent) affecte directement le temps de réponse et la stabilité du circuit ; des lignes plus rigides donnent un actionnement plus rapide.

Le terme vient du latin complere, remplir ou compléter, mais en ingénierie, il fait référence au degré auquel une structure cède ou s'adapte à la charge. Ce n'est pas un défaut ; c'est une propriété inévitable qui doit être mesurée, prédite (à l'aide de l'analyse par éléments finis) et gérée par le choix des matériaux, la géométrie et la méthode d'assemblage. Ne pas tenir compte de la compliance entraîne une usure prématurée, une perte de précision et une réduction de la durée de vie.