Équation et convention
Définir symboles, signes, axes et grandeur calculée.
Transparence technique
Chaque outil est relié à une équation, des hypothèses, un cas de contrôle, des tests automatisés et des sources identifiées.
Protocole
Définir symboles, signes, axes et grandeur calculée.
Convertir en SI et vérifier la dimension de chaque résultat.
Comparer à un cours, un ouvrage, une norme ou un catalogue officiel.
Employer une seconde source ou une identité analytique.
Tester une référence, les conversions et les limites géométriques.
Afficher ce qui est inclus, négligé ou soumis à une vérification complète.
ASME B31.3 couvre aussi les matériaux, composants, coefficients, fabrication, assemblage, examen, inspection et essais. Les outils simplifiés de tuyauterie ne revendiquent aucune conformité B31.3.
Revue du 16 juillet 2026
| Calcul | Statut | Portée | Conclusion |
|---|---|---|---|
| Propriétés d’un rectangle pleinA = bh · Ix = bh³/12 · Iy = hb³/12 · W = I/c · r = √(I/A) | Vérifié | Relation fondamentale | Identités analytiques et lois d’échelle vérifiées.Section pleine idéale, sans congé ni chanfrein. |
| Propriétés d’un cercle pleinA = πd²/4 · Ix = Iy = πd⁴/64 · W = πd³/32 · r = d/4 | Vérifié | Relation fondamentale | Symétrie et puissances du diamètre vérifiées.Section circulaire pleine idéale. |
| Propriétés d’un tube circulaired = D − 2t · A = π(D²−d²)/4 · Ix = Iy = π(D⁴−d⁴)/64 · W = 2I/D | Vérifié | Relation fondamentale | Soustraction de la section intérieure et symétrie vérifiées.Tube concentrique à épaisseur uniforme. |
| Propriétés d’un tube rectangulaireA = bh − bihi · Ix = (bh³−bihi³)/12 · Iy = (hb³−hibi³)/12 | Vérifié | Relation fondamentale | Calcul par différence de rectangles vérifié.Rayons d’angle négligés dans le modèle analytique. |
| Propriétés d’un profilé I/HA = ΣAi · G = ΣAiGi/A · I = Σ(Ii + Aidi²) · W = I/c | Vérifié | Relation fondamentale | Décomposition et théorème de Huygens vérifiés.Congés d’âme et rayons laminés négligés. |
| Propriétés d’un profilé UA = ΣAi · x̄ = ΣAixi/A · I = Σ(Ii + Aidi²) · W = I/c | Vérifié | Relation fondamentale | Centre de gravité décalé et axes centroidaux vérifiés.Profil idéalisé à épaisseurs rectangulaires. |
| Propriétés d’un profilé TA = ΣAi · ȳ = ΣAi yi/A · I = Σ(Ii + Aidi²) | Vérifié | Relation fondamentale | Section composée et centre de gravité vérifiés.Congés négligés. |
| Propriétés d’une cornière LA = A1 + A2 − Arecouvrement · G = ΣAiGi/A · Ix, Iy par composition · Ixy = ΣAi(xi−x̄)(yi−ȳ) · I1,2 = (Ix+Iy)/2 ± √[((Ix−Iy)/2)²+Ixy²] · θp = ½ atan2(−2Ixy, Ix−Iy) | Vérifié | Relation fondamentale | Composition, produit d’inertie signé, invariants tensoriels et diagonalisation sur les axes principaux vérifiés.Congé intérieur et rayons extérieurs négligés. |
| Bibliothèque de profilés normalisésA, G, Ix, Iy, Ixy, W et r recalculés depuis la géométrie nominale | Vérifié | Recalcul catalogue | Identités analytiques, symétries, axes principaux et lois d’échelle vérifiés.Les valeurs simplifiées ne remplacent pas les propriétés contractuelles du catalogue ou de la norme. |
| Masse linéique et poidsV = ALn · m′ = ρA · m = ρV · P = mg | Vérifié | Relation fondamentale | Dimensions, gravité normale et conversions vérifiées.Masse volumique homogène et section constante. |
| Couple de serrage d’un boulonT = KFd | Vérifié | Pré-dimensionnement | La relation simplifiée couple-précharge est vérifiée avec un facteur K explicitement saisi.Estimation sensible au frottement ; elle ne remplace ni un essai couple/force de serrage ni une procédure qualifiée. |
| Charge d’épreuve et précharge d’un boulonAt = π(d−0.9382P)²/4 · Fproof = SpAt · Fi = rFproof | Vérifié | Pré-dimensionnement | L’aire résistante métrique, la charge d’épreuve et la précharge cible sont reliées sans confondre contrainte d’épreuve, limite d’élasticité et résistance à la traction.Pré-dimensionnement statique par boulon ; la relaxation, la dispersion de serrage, la fatigue et la raideur de l’assemblage restent à vérifier. |
| Contrainte de traction d’un boulonAt = π(d−0.9382P)²/4 · σ = Fb/At · Fproof = SpAt · ηproof = Fb/Fproof · Mproof = Fproof/Fb | Vérifié | Relation fondamentale | La contrainte et les rapports à la charge d’épreuve utilisent la force axiale totale effectivement portée par un boulon.Traction axiale nominale statique ; répartition de charge, rigidité d’assemblage, flexion, fatigue et concentrations de contraintes exclues. |
| Charge dynamique équivalente d’un roulementP = XFr + YFa | Vérifié | Pré-dimensionnement | Les contributions radiale et axiale sont combinées avec les facteurs X et Y explicitement saisis.Facteurs et règles par morceaux issus du catalogue applicable ; aucune table universelle ni implémentation complète de l’ISO 281. |
| Durée nominale L10 d’un roulementL10 = (C/P)^p · p = 3 or 10/3 · L10h = 10^6 L10/(60n) | Vérifié | Pré-dimensionnement | Les exposants billes/rouleaux et la conversion en heures sont vérifiés sans infini à vitesse nulle.Durée nominale de base à 90 % de fiabilité statistique, non garantie et non modifiée. |
| Facteur de sécurité statique d’un roulementP0 = X0Fr + Y0Fa · s0 = C0/P0 | Vérifié | Pré-dimensionnement | Les deux modes donnent le rapport neutre C₀/P₀ ; P₀ nul est non applicable.X₀/Y₀ sont distincts de X/Y ; aucun seuil universel ni verdict automatique. |
| Forces sur engrenage droitFt = 2T/d · Fr = Ft tan(α) · Fn = Ft/cos(α) | Vérifié | Relation fondamentale | Les composantes tangentielle, radiale et normale ont été vérifiées à partir de valeurs cohérentes de couple, diamètre primitif et angle de pression.Modèle quasi statique idéal d’engrenage droit extérieur ; dynamique, frottement, force axiale, corrections de profil et vérifications de résistance sont exclus. |
| Diamètres primitifs et entraxe d’engrenagesd1 = m z1 · d2 = m z2 · a = (d1+d2)/2 = m(z1+z2)/2 | Vérifié | Relation fondamentale | Les relations d = mz et a = (d₁ + d₂)/2 ont été vérifiées pour une paire standard avec des nombres de dents entiers positifs.Géométrie nominale standard sans correction de profil, jeu, tolérances ni modification de l’entraxe de fonctionnement. |
| Contrainte normale de flexionσmax = |M|/W | Vérifié | Relation fondamentale | Relation de Navier en flexion élastique vérifiée.Flexion simple et module correspondant à la fibre étudiée. |
| Contrainte normale et allongement axialσ = N/A · ε = σ/E · ΔL = NL/(EA) · k = EA/L | Vérifié | Relation fondamentale | Traction-compression centrée et loi de Hooke vérifiées.Barre prismatique, petites déformations et matériau élastique linéaire. |
| Déformée de poutres classiquesFL³/(48EI) · 5qL⁴/(384EI) · FL³/(3EI) · qL⁴/(8EI) | Vérifié | Relation fondamentale | Flèches, pentes, réactions et moments des quatre cas vérifiés.Euler–Bernoulli, petites déformations et appuis idéalisés. |
| Flambement élastique d’EulerLe = KL · r = √(Imin/A) · λ = Le/r · Pcr = π²EImin/Le² | Vérifié | Relation fondamentale | Charge de bifurcation élastique et élancement vérifiés.Barre parfaite suffisamment élancée ; aucune conformité normative revendiquée. |
| Torsion d’un arbre circulaireJ = π(D⁴−d⁴)/32 · τmax = T(D/2)/J · θ = TL/(GJ) · kt = GJ/L | Vérifié | Relation fondamentale | Torsion de Saint-Venant d’un arbre plein ou creux vérifiée.Section circulaire uniforme, comportement élastique et concentrations négligées. |
| Contrainte équivalente de von Misesσ = σa + σb · σVM = √(σ²+3τ²) · σVM = √{[(σ1−σ2)²+(σ2−σ3)²+(σ3−σ1)²]/2} | Vérifié | Relation fondamentale | Formes état plan et contraintes principales vérifiées.Critère destiné principalement aux matériaux ductiles sous chargement statique. |
| Pré-dimensionnement d’un arbre en torsionDmin = ∛[16T/(πτadm(1−k⁴))] | Vérifié | Pré-dimensionnement | Inversion analytique de τmax vérifiée.Fatigue, entailles, rigidité et dimensions commerciales à vérifier séparément. |
| Couple, puissance et vitesse de rotationP = Tω · ω = 2πn/60 | Vérifié | Relation fondamentale | Relation énergétique et conversion tr/min–rad/s vérifiées.Grandeurs sur le même arbre, régime établi et pertes non incluses. |
| Rapport d’engrenagesi = Z2/Z1 · n2 = n1/i · T2 = T1iη | Vérifié | Relation fondamentale | Cinématique d’un étage extérieur et bilan de puissance vérifiés.Un étage, pas de dynamique ni jeu, rendement global saisi. |
| Conversion module et pas diamétralPd = 25.4/m · m = 25.4/Pd | Vérifié | Relation fondamentale | La relation réciproque m·Pd = 25,4 a été vérifiée dans les deux sens avec m en millimètres et Pd en dents par pouce.Conversion de convention de taille de denture uniquement ; elle ne détermine ni dents, ni diamètres, ni compatibilité géométrique. |
| Rapport de poulies et vitesse de courroieD1n1 = D2n2 · v = πD1n1/60 · T2 = T1iη | Vérifié | Relation fondamentale | Vitesses tangentielles et bilan de puissance vérifiés.Diamètres primitifs, absence de glissement et rendement global simplifié. |
| Pression, force et aire efficaceF = pA | Vérifié | Relation fondamentale | Relation pression-force-aire et conversions vérifiées.Pression uniforme, sans frottement ni contre-pression. |
| Forces de sortie et de rentrée d’un vérinAs = πD²/4 · Ar = π(D²−d²)/4 · F = pAη | Vérifié | Pré-dimensionnement | Aires pleine et annulaire et force théorique vérifiées.Rendement global simplifié ; contre-pression et dynamique non modélisées. |
| Vitesses de sortie et de rentrée d’un vérinv = Q/A | Vérifié | Pré-dimensionnement | Continuité volumique appliquée aux deux chambres vérifiée.Débit constant, fuites et compressibilité négligées. |
| Temps de course d’un vérinV = AL · t = V/Q | Vérifié | Pré-dimensionnement | Volumes des chambres et temps théoriques vérifiés.Débit constant, rampes, commutation et compressibilité négligées. |
| Puissance hydrauliquePh = ΔpQ · Pentrée = Ph/η | Vérifié | Relation fondamentale | Produit pression-débit et bilan de rendement vérifiés.Régime établi, fluide incompressible et rendement global saisi. |
| Nombre de ReynoldsRe = ρvDₕ/μ · Re = vDₕ/ν · ν = μ/ρ · Dₕ = 4A/Pₘ | Vérifié | Relation fondamentale | Les deux formulations de Reynolds, le lien entre viscosités et les conversions d’unités ont été vérifiés.Grandeurs évaluées au même état du fluide ; longueur caractéristique adaptée, fluide newtonien et seuils de régime en conduite seulement indicatifs. |
| Loi d’Ohm, puissance et énergieR = U/I · P = UI · E = Pt | Vérifié | Relation fondamentale | Relations et conversion Wh/kWh vérifiées.Courant continu ou charge résistive ; facteur de puissance non traité. |
| Dilatation thermique linéaireεth = αΔT · ΔL = αL0ΔT · L = L0+ΔL | Vérifié | Relation fondamentale | Dilatation libre à coefficient constant vérifiée.Une pièce bloquée exige un calcul de contraintes thermiques. |
| Débit dans une conduite circulaireA = πD²/4 · Q = vA | Vérifié | Relation fondamentale | Aire intérieure, débit volumique et conversions vérifiés.Conduite pleine et vitesse moyenne connue ; aucune perte de charge calculée. |
| Perte de charge régulière dans une conduiteA = πD²/4 · Q = vA · Re = ρvD/μ · f = 64/Re · 1/√f = −2log10(ε/(3.7D)+2.51/(Re√f)) · Δp = f(L/D)ρv²/2 · hf = Δp/(ρg) | Vérifié | Relation fondamentale | Continuité, Reynolds, facteur de Darcy, résidu signé de Colebrook–White et perte régulière de Darcy–Weisbach vérifiés ; la zone de transition reste signalée comme indicative.Conduite droite pleine, régime permanent, propriétés constantes et fluide traité comme incompressible. Pour l’air, l’approximation n’est acceptable que si la variation de densité reste faible. Le solveur n’accepte que les entrées pour lesquelles l’équation admet une solution positive finie dans la tolérance de résidu ; cela ne constitue pas une limite normative de rugosité. |
| Contraintes de membrane d’un tube minceDm = Do−t · σθ = pDm/(2t) · σz = pDm/(4t) · σVM = √(σθ²−σθσz+σz²) | Vérifié | Relation fondamentale | Équilibre de membrane et état plan de contraintes vérifiés.Tube droit fermé, paroi mince ; ce n’est pas un calcul B31.3. |
| Pré-dimensionnement d’épaisseur de membranetp = pDo/(2S E + p) · tn = tp+c | Corrigé | Pré-dimensionnement | Formule corrigée pour inverser exactement le modèle au diamètre moyen du calculateur de contraintes.Pré-dimensionnement pédagogique ; tolérances, coefficients de code et charges externes restent hors périmètre. |
| Longueur de courroie et entraxe entre deux pouliese = (D2−D1)/2 · β = asin(e/C) · α1 = π−2β · α2 = π+2β · L = 2√(C²−e²) + D1α1/2 + D2α2/2 | Vérifié | Relation fondamentale | La géométrie exacte des tangentes extérieures, les longueurs d’arc et la résolution inverse monotone ont été vérifiées.Courroie ouverte, axes parallèles, diamètres et longueur primitifs ; aucun galet, tension, élasticité ou dimensionnement de puissance. |
Correction détectée
tp = p·Do/(2·S·E)tp = p·Do/(2·S·E + p)La nouvelle relation inverse exactement σθ = p(Do−t)/(2t). Un test réciproque vérifie désormais que l’épaisseur calculée redonne la limite saisie lorsque E = 1.
Traçabilité
Massachusetts Institute of Technology — MIT OpenCourseWare
Vérification des relations fondamentales de traction-compression, états de contraintes, récipients minces, flexion, déformée et torsion.
Consulter la source →OpenStax — Rice University
Vérification de R = U/I et rappel du domaine de validité pour un comportement ohmique.
Consulter la source →OpenStax — Rice University
Vérification de P = U·I et E = P·t.
Consulter la source →OpenStax — Rice University
Vérification de la dilatation linéaire libre ΔL = αL₀ΔT et de la limite liée au blocage de la dilatation.
Consulter la source →OpenStax — Rice University
Vérification du débit volumique Q = A·v et de la continuité en écoulement incompressible.
Consulter la source →OpenStax — Rice University
Vérification de la relation pression-force-aire et des rapports de forces dans un système hydraulique idéal.
Consulter la source →ASME · 2024
Référence de périmètre pour rappeler qu’une conception de tuyauterie conforme traite aussi matériaux, composants, fabrication, assemblage, examen, inspection et essais.
La page publique est utilisée pour le périmètre du code, pas pour reproduire une équation propriétaire ni revendiquer une conformité B31.3.Consulter la source →ISO · 2013
Référence de périmètre pour les propriétés mécaniques, la contrainte d’épreuve et les classes de qualité des boulons, vis et goujons.
La page publique est utilisée pour identifier la norme et son périmètre ; aucune valeur propriétaire de tableau n’est reproduite.Consulter la source →ISO · 2005, amended 2012
Référence de périmètre pour les essais couple/force de serrage et la sensibilité des résultats aux conditions de frottement.
La page publique est utilisée pour le périmètre d’essai, sans reproduire de procédure propriétaire.Consulter la source →NASA · 1990
Référence publique pour la relation simplifiée couple-précharge, les facteurs de frottement et les principes de conception des assemblages boulonnés.
Consulter la source →ISO · 2007
Référence pour les charges dynamiques de base, la charge dynamique équivalente et la durée nominale L10.
Édition publiée au stade 90.92 ; une révision DIS est en développement. Aucune table propriétaire ni implémentation complète de l’ISO 281 n’est reproduite.Consulter la source →ISO · 2021, corrected 2024
Notes explicatives pour la terminologie et le domaine de la durée nominale selon l’ISO 281.
Consulter la source →ISO · 2006
Référence pour la charge statique de base, la charge statique équivalente et le facteur statique s₀.
L’édition 2006 et l’amendement 1:2017 sont publiés ; une révision CD est en développement. Aucune table propriétaire n’est reproduite.Consulter la source →ISO · 2017
Amendement publié de l’ISO 76:2006 pour les charges statiques de base.
Consulter la source →ISO · 2021
Notes explicatives pour les charges statiques et le domaine de l’ISO 76.
Consulter la source →SKF
Référence fabricant publique montrant que les calculs utilisent les données et facteurs du roulement choisi.
Consulter la source →Kohara Gear Industry — KHK Gears
Vérifie les relations d’efforts sur engrenages droits et la géométrie primitive standard.
Consulter la source →SDP/SI — Stock Drive Products / Sterling Instrument
Référence croisée pour les composantes d’effort, d = mz, l’entraxe et la conversion réciproque module–pas diamétral.
Consulter la source →Bureau international des poids et mesures · 9e édition
Référence pour les unités, symboles et conversions cohérentes.
Consulter la source →ArcelorMittal Europe — Long Products
Contrôle des séries et dimensions nominales des profils européens I, H et U. Les propriétés Formulaxis restent identifiées comme recalculées lorsque la géométrie est simplifiée.
Consulter la source →McGraw Hill
Référence croisée pour Reynolds, Darcy–Weisbach, le facteur de Darcy, Colebrook–White et les limites du modèle incompressible en conduite.
Cengage
Référence croisée pour traction, flexion, torsion, déformée et flambement élastique.
McGraw Hill · 9th edition
Référence croisée pour les cas classiques de poutres et les propriétés de sections.
McGraw Hill
Référence croisée pour le critère de Von Mises, la torsion et le pré-dimensionnement d’arbres.
McGraw Hill
Référence croisée pour la charge critique d’Euler et les limites du modèle de barre parfaite.
Vocabulaire
pEffort normal rapporté à une aire. Le symbole p en minuscule évite la confusion avec la puissance P.
AAire sur laquelle la différence de pression produit la force résultante.
Synonymes acceptés : surface utileσComposante de contrainte perpendiculaire à la facette considérée.
σContrainte normale produite par un effort normal centré dans une barre.
Synonymes acceptés : contrainte axialeτComposante de contrainte tangentielle à la facette considérée.
σθContrainte de membrane tangentielle à la circonférence d’un tube ou d’une virole.
Synonymes acceptés : contrainte de cerclageσzContrainte de membrane parallèle à l’axe longitudinal du tube.
Synonymes acceptés : contrainte axiale de membraneσVMGrandeur scalaire issue du critère de l’énergie de distorsion, principalement utilisée pour les matériaux ductiles.
σadm ou SValeur limite choisie selon le matériau, la température et la méthode de dimensionnement applicable.
IPropriété géométrique de section de dimension L⁴ intervenant en flexion et flambement.
Synonymes acceptés : moment d’inertie de surfaceJPropriété géométrique utilisée dans la torsion de Saint-Venant des sections circulaires.
Synonymes acceptés : moment polaire de la sectionWRapport I/c utilisé pour relier moment fléchissant et contrainte normale extrême.
Synonymes acceptés : module de résistance élastiquenNombre de tours par unité de temps, distinct de la vitesse angulaire ω en rad/s.
Synonymes acceptés : fréquence de rotationLa sortie utilise l’aire pleine du piston ; la rentrée utilise l’aire annulaire côté tige.
Synonymes acceptés : poussée et tractiontpÉpaisseur issue d’un modèle simplifié de membrane mince, avant tolérances, surépaisseurs et exigences de code.