Quelle goupille élastique en Acier Inoxydable Austénitique convient le mieux aux contraintes dynamiques?

Toutes les goupilles élastiques sont conçues avec un diamètre initial supérieur au logement d’accueil recommandé. Les goupilles fendues sont conçues avec une fente ouverte qui permet sa compression pendant l’installation. Ce qui est différent des goupilles spiralées qui sont fabriquées avec une lèvre (sans ouverture). Une fois installée, une goupille élastique se maintien par sa compression et procure une force de rétention. Une goupille élastique peut garantir son maintien en amortissent les vibrations et les chocs, afin de prémunir les dommages et les déformations du logement d’accueil. Cependant une goupille élastique fendue est seulement flexible sur une zone linéaire située à 180° à l’opposé de la fente, concentrant ainsi toutes les contraintes dans une seule zone (voir figure 2), amenant à une fatigue rapide et des fissures potentielles (voir figure 3). De même, une fois que le métal a perdu sa ductilité, la tension ne peut plus être maintenue et la rétention de la goupille n’est plus garantie.

Comparativement, une goupille spiralée propage les contraintes de compression sur toute la goupille et n’a pas de zone de concentration de contraintes. Sous charge, une goupille spiralée reste flexible et se referme sur son centre, absorbant les chocs et vibrations, et dispersant la charge tout au long de la coupe longitudinale (voir figure 4). La goupille spiralée est verrouillée sur sa lèvre et les mouvements se produisent vers le diamètre intérieur. Cela procure deux avantages importants : la contrainte est répartie uniformément sur la section transversale, et celleci reste ronde pour maintenir un contact maximum avec les parois du logement. 

Dans la figure 5, une goupille fendue est installée dans un logement au diamètre nominal. Un jeu minimal existe  encore, le mouvement est toujours possible. Ceci est favorable pour retarder l’apparition de l’écrouissage et de la fatigue (même si ceux-ci vont se produire). Si la lèvre de la goupille fendue était jointive, elle travaillerait comme un tube solide, ce qui pourrait endommager le logement.

Dans la figure 6, la goupille fendue est installée dans un logement surdimensionné. Dans cette situation, il y a de plus fortes possibilités de mouvement car le jeu est plus grand. La fatigue se produira plus rapidement.

La figure 7 décrit une goupille spiralée de même diamètre installée dans le même logement nominal que la figure 5. La meilleure circularité de la goupille spiralée apparaît évidente. Comparativement à une goupille fendue avec sa forme non parfaitement ronde, une goupille spiralée offre un contact supérieur de 270 degrés de sa circonférence. Le seul jeu existant est celui adjacent à la lèvre, et qui est nécessaire pour garantir que la lèvre n’interfère pas avec les parois du logement, ce qui aurait comme conséquence un arrachement de matière. Cette zone est décrite comme la zone « virgule » (Figure 8).

En résumé, l’acier inoxydable austénitique peut être le plus avantageux économiquement, idéal à utiliser dans la majorité des applications, malgré quelques limites à prendre en compte lors du design. L’écrouissage est la première préoccupation. La corrosion galvanique (compatibilité matière), la capacité de résister à des agents corrosifs ou un environnement spécifique, réflectivité, magnétisme sont moins générales et plus spécifiques à l’application. Les goupilles spiralées sont conçues pour fournir des performances optimales dans les conditions les plus larges possibles. L’avantage des goupilles spiralées comparées aux goupilles fendues, est de s’appliquer à toutes les matières et fonctions, bien qu’il puisse être plus évident dans les produits fabriqués en Acier Inoxydable Austénitique. Si cette matière est exigée, les concepteurs doivent être conscients que la fatigue est un problème potentiel si la goupille est soumise à des charges dynamiques. Les goupilles spiralées fournissent une meilleure durée à la fatigue lorsqu’elles sont installées selon les règles préconisées de conception.