Q&R - Questions et réponses
Pourquoi mon aimant fixé sur le mur ne supporte-t-il pas toute la charge ?
La force maximale que l'on peut appliquer à un aimant sur une surface donnée dépend de la direction dans laquelle cette force est exercée. La force d'adhérence que nous indiquons est valable pour une force des charges qui s'exerce perpendiculairement à la surface de contact. Mais si la force des charges s'exerce parallèlement à la surface de contact, sa valeur maximale sera nettement plus petite. Nos mesures effectuées avec une plaque de fer épaisse et polie ont donné des résultats s'élevant de 15 à 20 % de la force d'adhérence indiquée. Ces valeurs peuvent être améliorées grâce à notre bande en caoutchouc ou en expérimentant avec différentes surfaces.
Peut-être avez-vous déjà pu observer ce phénomène : Lorsque vous essayez d'enlever un aimant en le tirant perpendiculairement par rapport à la surface de contact, vous avez besoin de plus de force que lorsque vous le faites glisser vers le côté. Une analogie : Il est également plus difficile de soulever une boîte lourde au lieu de la faire glisser sur un sol lisse.
Cette force latérale est également appelée force de cisaillement ou force de déplacement.
Force des charges perpendiculaire à la surface de contact
La force d'adhérence théorique indiquée pour chaque aimant est valable, entre autres, quand la force des charges s'exerce perpendiculairement à la surface de contact (pour d'autres facteurs voir Q&R " Quelle est la force d'adhérence de cet aimant?").
a = force d'adhérence magnétique
b = force des charges
c = force de frottement
b = force des charges
c = force de frottement
La force des charges s'exerce en oblique sur la surface de contact
Si la force des charges ne s'exerce pas de façon perpendiculaire sur la surface de contact, sa valeur maximale dépendra également de la force de frottement entre le corps d'accrochage et l'aimant. Lorsque la valeur maximale est dépassée, l'aimant commence à glisser. La force de frottement maximale dépend des facteurs suivants :
- De la rugosité des deux surfaces de contact. Plus les surfaces de contact sont rugueuses, plus la force de frottement maximale est élevée. Les aspérités des surfaces s'engrènent (voir image).
- De la force de pression. Plus la force avec laquelle les surfaces de contact sont serrées l'une contre l'autre est élevée, plus la force de frottement maximale est élevée.
Rugosité vs. force de pression
Plus les surfaces de contact sont rugueuses, mieux est l'engrenage. La force de pression se réduit également car la rugosité agrandit la distance moyenne entre les deux surfaces de contact. Une rugosité plus élevée provoque donc deux choses en même temps :
- une augmentation de la force de frottement maximale due à un engrenage plus élevé.
- une diminution de la force de frottement due à une réduction de la force de pression.
a = force d'adhérence magnétique
b = force des charges
c = force de frottement
b = force des charges
c = force de frottement
Force des charges parallèle à la surface de contact : force de cisaillement / force de déplacement
Dans de nombreuses applications la charge des force s'exerce cependant parallèlement à la surface de contact, p. ex. lorsque vous laissez claquer un aimant sur le réfrigérateur.
a = force d'adhérence magnétique
b = force des charges maximale
b = force des charges maximale
Comme la texture de la surface varie et que nous ne la connaissons pas, nous ne pouvons indiquer qu'une règle approximative pour la force maximale des charges parallèle à la surface de contact :
Force approximative des charges parallèle à la surface de contact = 15-20 % de la force d'adhérence magnétique
Exemple : Un aimant en pot avec crochet FTN-40 monté sur un mur avec une force d'adhérence indiquée de 50 kg peut supporter un poids de 8 à 10 kg au maximum.
Possibilités d'optimisation
La valeur de 15 à 20 % indiquée ci-dessus provient d'une prise de mesure effectuée sur une plaque de fer épaisse et polie. En choisissant bien la surface de contact, cette valeur peut être augmentée à jusqu'à 50 % de la force d'adhérence magnétique. Notre bande en caoutchouc insérée entre l'aimant et la surface de contact peut augmenter la force des charges parallèle à la surface de façon considérable.Faites des essais avec des surfaces métalliques rugueuses et lisses pour trouver la solution optimale.
