SIST ISO 6336-3:2020
(Main)Calculation of load capacity of spur and helical gears - Part 3: Calculation of tooth bending strength
Calculation of load capacity of spur and helical gears - Part 3: Calculation of tooth bending strength
This document specifies the fundamental formulae for use in tooth bending stress calculations for involute external or internal spur and helical gears with a rim thickness sR > 0,5 ht for external gears and sR > 1,75 mn for internal gears. In service, internal gears can experience failure modes other than tooth bending fatigue, i.e. fractures starting at the root diameter and progressing radially outward. This document does not provide adequate safety against failure modes other than tooth bending fatigue. All load influences on the tooth root stress are included in so far as they are the result of loads transmitted by the gears and in so far as they can be evaluated quantitatively.
This document includes procedures based on testing and theoretical studies such as those of Hirt[11], Strasser[14] and Brossmann[10]. The results are in good agreement with other methods (References [5], [6], [7] and [12]). The given formulae are valid for spur and helical gears with tooth profiles in accordance with the basic rack standardized in ISO 53. They can also be used for teeth conjugate to other basic racks if the virtual contact ratio εαn is less than 2,5.
The load capacity determined on the basis of permissible bending stress is termed "tooth bending strength". The results are in good agreement with other methods for the range, as indicated in the scope of ISO 6336‑1.
If this scope does not apply, refer to ISO 6336-1:2019, Clause 4.
Calcul de la capacité de charge des engrenages cylindriques à dentures droite et hélicoïdale
Le présent document spécifie les formules fondamentales à utiliser pour le calcul de la capacité de charge à la flexion des dents à profil en développante de cercle des roues dentées à denture droite et hélicoïdale, et présentant, sous le pied de dent, une épaisseur de jante telle que sr > 0,5 ht pour les roues dentées à dentures extérieures et sr > 1,75 mn pour les roues dentées à dentures intérieures. En service, les dentures intérieures peuvent subir des modes de défaillance autres que la fatigue en flexion en pied de dent, c'est-à-dire des fissures commençant au diamètre de pied pour évoluer radialement vers l'extérieur. Le présent document n'assure pas une sécurité appropriée contre des modes de défaillance autres que la fatigue en flexion en pied de dent. Il tient compte de tous les paramètres agissant sur la contrainte en pied de dent, pour autant que ceux-ci résultent des forces appliquées sur la denture et qu'ils puissent être évalués quantitativement.
Le présent document inclut des procédures basées sur des essais et des études théoriques telles que les travaux de Hirt[11], Strasser[14] et Brossmann[10]. Les résultats sont en corrélation avec les autres méthodes (Références [5], [6], [7] et [12]). Les formules données sont valables pour des roues cylindriques à dentures droite et hélicoïdale, avec des profils de denture conformes au tracé de profil crémaillère de référence de l'ISO 53. Elles peuvent aussi être appliquées à des dentures conjuguées à un autre tracé de profil crémaillère de référence, si le rapport de conduite virtuel ne dépasse pas εαn = 2,5.
La capacité de charge déterminée à partir de la contrainte admissible en pied de dent est appelée «tenue en fatigue à la flexion en pied de dent». Les résultats sont en concordance avec ceux obtenus par d'autres méthodes pour la plage indiquée dans le domaine d'application de l'ISO 6336-1.
Si ce domaine d'application n'est pas applicable, se référer à l'ISO 6336-1:2019, Article 4.
Izračun nosilnosti ravnozobih in poševnozobih zobnikov - 3. del: Izračun upogibne trdnosti zob
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
SLOVENSKI STANDARD
01-oktober-2020
Izračun nosilnosti ravnozobih in poševnozobih zobnikov - 3. del: Izračun upogibne
trdnosti zob
Calculation of load capacity of spur and helical gears - Part 3: Calculation of tooth
bending strength
Calcul de la capacité de charge des engrenages cylindriques à dentures droite et
hélicoïdale
Ta slovenski standard je istoveten z: ISO 6336-3:2019
ICS:
21.200 Gonila Gears
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
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STANDARD 6336-3
Third edition
2019-11
Calculation of load capacity of spur
and helical gears —
Part 3:
Calculation of tooth bending strength
Calcul de la capacité de charge des engrenages cylindriques à
dentures droite et hélicoïdale —
Partie 3: Calcul de la tenue en fatigue à la flexion en pied de dent
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ISO 2019
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Published in Switzerland
ii © ISO 2019 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms, definitions, symbols and abbreviated terms . 2
3.1 Terms and definitions . 2
3.2 Symbols and abbreviated terms. 2
4 Tooth breakage and safety factors . 7
5 Basic formulae . 7
5.1 General . 7
5.2 Safety factor for bending strength (safety against tooth breakage), S . 8
F
5.3 Tooth root stress, σ . 8
F
5.3.1 General. 8
5.3.2 Method A . 8
5.3.3 Method B . 8
5.4 Permissible bending stress, σ .10
FP
5.4.1 General.10
5.4.2 Methods for determination of permissible bending stress, σ —
FP
Principles, assumptions and application .10
5.4.3 Permissible bending stress, σ : Method B .11
FP
5.4.4 Permissible bending stress, σ , for limited and long life: Method B .12
FP
6 Form factor, Y .14
F
6.1 General .14
6.2 Calculation of the form factor, Y : Method B .15
F
6.2.1 General.15
6.2.2 Parameters of virtual gears .17
6.2.3 Tooth root normal chord, s , radius of root fillet, ρ , bending moment
Fn F
arm, h for external gears generated with a hob .18
Fe
6.2.4 Tooth root normal chord, s , radius of root fillet, ρ , bending moment
Fn F
2)
arm, h for external gears generated with a shaper cutter .19
Fe
6.2.5 Tooth root normal chord, s , radius of root fillet, ρ , bending moment
Fn F
2)
arm, h for internal gears generated with a shaper cutter .24
Fe
7 Stress correction factor, Y .24
S
7.1 Basic uses .24
7.2 Stress correction factor, Y : Method B .24
S
7.3 Stress correction factor for gears with notches in fillets .25
7.4 Stress correction factor, Y , relevant to the dimensions of the standard reference
ST
test gears .25
8 Helix angle factor, Y .26
β
8.1 General .26
8.2 Graphical value .26
8.3 Determination by calculation .26
9 Rim thickness factor, Y .27
B
9.1 General .27
9.2 Graphical values .27
9.3 Determination by calculation .27
9.3.1 External gears . .27
9.3.2 Internal gears .28
10 Deep tooth factor, Y .28
DT
10.1 General .28
10.2 Graphical values .28
10.3 Determination by calculation .29
11 Reference stress for bending .29
11.1 General .29
11.2 Reference stress for Method A . .29
11.3 Reference stress, with values σ and σ for Method B .29
F lim FE
12 Life factor, Y .29
NT
12.1 General .29
12.2 Life factor, Y : Method A .30
NT
12.3 Life factor, Y : Method B .30
NT
12.3.1 General.30
12.3.2 Graphical values .30
12.3.3 Determination by calculation .31
13 Notch sensitivity factor, Y , and relative notch sensitivity factor, Y .32
δT δ rel T
13.1 Basic uses .32
13.2 Determination of the notch sensitivity factors .32
13.2.1 General.32
13.2.2 Method A .32
13.2.3 Method B .32
13.3 Relative notch sensitivity factor, Y : Method B .32
δ rel T
13.3.1 Graphical values .32
13.3.2 Determination by calculation .
...
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STANDARD 6336-3
Third edition
2019-11
Calculation of load capacity of spur
and helical gears —
Part 3:
Calculation of tooth bending strength
Calcul de la capacité de charge des engrenages cylindriques à
dentures droite et hélicoïdale —
Partie 3: Calcul de la tenue en fatigue à la flexion en pied de dent
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Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms, definitions, symbols and abbreviated terms . 2
3.1 Terms and definitions . 2
3.2 Symbols and abbreviated terms. 2
4 Tooth breakage and safety factors . 7
5 Basic formulae . 7
5.1 General . 7
5.2 Safety factor for bending strength (safety against tooth breakage), S . 8
F
5.3 Tooth root stress, σ . 8
F
5.3.1 General. 8
5.3.2 Method A . 8
5.3.3 Method B . 8
5.4 Permissible bending stress, σ .10
FP
5.4.1 General.10
5.4.2 Methods for determination of permissible bending stress, σ —
FP
Principles, assumptions and application .10
5.4.3 Permissible bending stress, σ : Method B .11
FP
5.4.4 Permissible bending stress, σ , for limited and long life: Method B .12
FP
6 Form factor, Y .14
F
6.1 General .14
6.2 Calculation of the form factor, Y : Method B .15
F
6.2.1 General.15
6.2.2 Parameters of virtual gears .17
6.2.3 Tooth root normal chord, s , radius of root fillet, ρ , bending moment
Fn F
arm, h for external gears generated with a hob .18
Fe
6.2.4 Tooth root normal chord, s , radius of root fillet, ρ , bending moment
Fn F
2)
arm, h for external gears generated with a shaper cutter .19
Fe
6.2.5 Tooth root normal chord, s , radius of root fillet, ρ , bending moment
Fn F
2)
arm, h for internal gears generated with a shaper cutter .24
Fe
7 Stress correction factor, Y .24
S
7.1 Basic uses .24
7.2 Stress correction factor, Y : Method B .24
S
7.3 Stress correction factor for gears with notches in fillets .25
7.4 Stress correction factor, Y , relevant to the dimensions of the standard reference
ST
test gears .25
8 Helix angle factor, Y .26
β
8.1 General .26
8.2 Graphical value .26
8.3 Determination by calculation .26
9 Rim thickness factor, Y .27
B
9.1 General .27
9.2 Graphical values .27
9.3 Determination by calculation .27
9.3.1 External gears . .27
9.3.2 Internal gears .28
10 Deep tooth factor, Y .28
DT
10.1 General .28
10.2 Graphical values .28
10.3 Determination by calculation .29
11 Reference stress for bending .29
11.1 General .29
11.2 Reference stress for Method A . .29
11.3 Reference stress, with values σ and σ for Method B .29
F lim FE
12 Life factor, Y .29
NT
12.1 General .29
12.2 Life factor, Y : Method A .30
NT
12.3 Life factor, Y : Method B .30
NT
12.3.1 General.30
12.3.2 Graphical values .30
12.3.3 Determination by calculation .31
13 Notch sensitivity factor, Y , and relative notch sensitivity factor, Y .32
δT δ rel T
13.1 Basic uses .32
13.2 Determination of the notch sensitivity factors .32
13.2.1 General.32
13.2.2 Method A .32
13.2.3 Method B .32
13.3 Relative notch sensitivity factor, Y : Method B .32
δ rel T
13.3.1 Graphical values .32
13.3.2 Determination by calculation .33
14 Surface factors, Y , Y , and relative surface factor, Y .38
R RT R rel T
14.1 Influence of surface condition .38
14.2 Determination of surface factors and relative surface factors .39
14.2.1 General.
...
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 6336-3
Third edition
2019-11
Corrected version
2020-11
Calculation of load capacity of spur
and helical gears —
Part 3:
Calculation of tooth bending strength
Calcul de la capacité de charge des engrenages cylindriques à
dentures droite et hélicoïdale —
Partie 3: Calcul de la tenue en fatigue à la flexion en pied de dent
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Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms, definitions, symbols and abbreviated terms . 2
3.1 Terms and definitions . 2
3.2 Symbols and abbreviated terms. 2
4 Tooth breakage and safety factors . 7
5 Basic formulae . 7
5.1 General . 7
5.2 Safety factor for bending strength (safety against tooth breakage), S . 8
F
5.3 Tooth root stress, σ . 8
F
5.3.1 General. 8
5.3.2 Method A . 8
5.3.3 Method B . 8
5.4 Permissible bending stress, σ .10
FP
5.4.1 General.10
5.4.2 Methods for determination of permissible bending stress, σ —
FP
Principles, assumptions and application .10
5.4.3 Permissible bending stress, σ : Method B .11
FP
5.4.4 Permissible bending stress, σ , for limited and long life: Method B .12
FP
6 Form factor, Y .14
F
6.1 General .14
6.2 Calculation of the form factor, Y : Method B .15
F
6.2.1 General.15
6.2.2 Parameters of virtual gears .17
6.2.3 Tooth root normal chord, s , radius of root fillet, ρ , bending moment
Fn F
arm, h for external gears generated with a hob .18
Fe
6.2.4 Tooth root normal chord, s , radius of root fillet, ρ , bending moment
Fn F
2)
arm, h for external gears generated with a shaper cutter .19
Fe
6.2.5 Tooth root normal chord, s , radius of root fillet, ρ , bending moment
Fn F
2)
arm, h for internal gears generated with a shaper cutter .24
Fe
7 Stress correction factor, Y .24
S
7.1 Basic uses .24
7.2 Stress correction factor, Y : Method B .24
S
7.3 Stress correction factor for gears with notches in fillets .25
7.4 Stress correction factor, Y , relevant to the dimensions of the standard reference
ST
test gears .25
8 Helix angle factor, Y .26
β
8.1 General .26
8.2 Graphical value .26
8.3 Determination by calculation .26
9 Rim thickness factor, Y .27
B
9.1 General .27
9.2 Graphical values .27
9.3 Determination by calculation .27
9.3.1 External gears . .27
9.3.2 Internal gears .28
10 Deep tooth factor, Y .28
DT
10.1 General .28
10.2 Graphical values .28
10.3 Determination by calculation .29
11 Reference stress for bending .29
11.1 General .29
11.2 Reference stress for Method A . .29
11.3 Reference stress, with values σ and σ for Method B .29
F lim FE
12 Life factor, Y .29
NT
12.1 General .29
12.2 Life factor, Y : Method A .30
NT
12.3 Life factor, Y : Method B .30
NT
12.3.1 General.30
12.3.2 Graphical values .30
12.3.3 Determination by calculation .31
13 Notch sensitivity factor, Y , and relative notch sensitivity factor, Y .32
δT δ rel T
13.1 Basic uses .32
13.2 Determination of the notch sensitivity factors .32
13.2.1 General.32
13.2.2 Method A .32
13.2.3 Method B .32
13.3 Relative notch sensitivity factor, Y : Method B .32
δ rel T
13.3.1 Graphical values .32
13.3.2 Determination by calculation .33
14 Surface factors, Y , Y , and relative surface factor, Y .38
R RT R rel T
14.1 Influence of surface condition .38
14.2 Determination of surface factors and relative surface factors .39
14.2.1 General.
...
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INTERNATIONALE 6336-3
Troisième édition
2019-11
Calcul de la capacité de charge des
engrenages cylindriques à dentures
droite et hélicoïdale —
Partie 3:
Calcul de la tenue en fatigue à la
flexion en pied de dent
Calculation of load capacity of spur and helical gears —
Part 3: Calculation of tooth bending strength
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Publié en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes, définitions, symboles et termes abrégés . 2
3.1 Termes et définitions . 2
3.2 Symboles et termes abrégés . 2
4 Rupture de dent et coefficients de sécurité . 7
5 Formules de base . 7
5.1 Généralités . 7
5.2 Coefficient de sécurité pour la contrainte de flexion (sécurité contre la rupture
de dent), S .
F 7
5.3 Contrainte en pied de dent, σ . 8
F
5.3.1 Généralités . 8
5.3.2 Méthode A . 8
5.3.3 Méthode B . 8
5.4 Contrainte de flexion admissible en pied de dent, σ .10
FP
5.4.1 Généralités .10
5.4.2 Méthodes de détermination de la contrainte de flexion admissible en pied
de dent, σ — Principes, hypothèses et application .10
FP
5.4.3 Contrainte de flexion admissible, σ : Méthode B .11
FP
5.4.4 Contrainte de flexion admissible, σ , pour une durée de vie limitée et une
FP
grande durée de vie: Méthode B .12
6 Facteurs de forme, Y .14
F
6.1 Généralités .14
6.2 Calcul du facteur de forme Y : Méthode B .15
F
6.2.1 Généralités .15
6.2.2 Paramètres des roues dentées virtuelles .17
6.2.3 Corde normale en pied de dent, s , rayon du profil de raccordement en
Fn
pied de dent, ρ , bras de levier du moment de flexion, h pour roues à
F Fe
dentures extérieures générées par fraise-mère .18
6.2.4 Corde normale en pied de dent, s , rayon du profil de raccordement en
Fn
pied de dent, p , bras de levier du moment de flexion, h , pour des roues
F Fe
à dentures extérieures générées avec un outil-pignon .19
6.2.5 Corde normale en pied de dent, s , rayon du profil de raccordement en
Fn
pied de dent, ρ , bras de levier du moment de flexion, h , pour des roues
F Fe
à dentures intérieures générées avec un outil-pignon .24
7 Facteurs de concentration de contraintes, Y .24
S
7.1 Usage de base .24
7.2 Facteur de concentration de contraintes, Y : Méthode B .25
S
7.3 Facteur de concentration de contrainte pour roue dentée avec entaille dans
le profil de raccordement en pied de dent .25
7.4 Facteur de concentration de contraintes, Y , approprié aux dimensions de la roue
ST
dentée d’essai de référence standard .26
8 Facteur d'inclinaison, Y .26
β
8.1 Généralités .26
8.2 Valeurs graphiques .26
8.3 Détermination par calcul .27
9 Facteur d'épaisseur de jante, Y .27
B
9.1 Généralités .27
9.2 Valeurs graphiques .28
9.3 Détermination par calcul .28
9.3.1 Roues à dentures extérieures .28
9.3.2 Roues à dentures intérieures .28
10 Facteur de profondeur de dent, Y .29
DT
10.1 Généralités .29
10.2 Valeurs graphiques .29
10.3 Détermination par calcul .29
11 Contrainte nominale de référence pour la flexion .30
11.1 Généralités .30
11.2 Contrainte nominale de référence pour la Méthode A .30
11.3 Contrainte de référence avec les valeurs de σ et σ pour la Méthode B .30
F lim F lim
12 Facteur de durée de vie, Y .30
NT
12.1 Généralités .30
12.2 Facteur de durée de vie Y : Méthode A .31
NT
12.3 Facteur de durée de vie Y : Méthode B .31
NT
12.3.1 Généralités .31
12.3.2 Valeurs graphiques .31
12.3.3 Détermination par calcul .32
13 Facteur de sensibilité à l'entaille, Y , et facteurs de sensibilité relative à l'entaille,
δT
Y .33
δ rel T
13.1 Bases de l'utilisation .33
13.2 Détermination des facteurs de sensibilité à l'entaille .33
13.2.1 Généralités .33
13.2.2 Méthode A .33
13.2.3 Méthode B .33
13.3 Facteur de sensibilité relative à l'entaille, Y : Méthode B .34
δ rel T
13.3.1 Valeurs graphiques .34
13.3.2 Détermination par calcul .34
14 Facteurs d'état de surface, Y , Y , et facteurs d'état de surface relatif, Y .39
R RT R rel T
14.1 Influence de l'état de surface .39
14.2 Détermination des facteurs d'état de surface et des facteurs relatifs d'état de surfac
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 6336-3
Troisième édition
2019-11
Version corrigée
2020-11
Calcul de la capacité de charge des
engrenages cylindriques à dentures
droite et hélicoïdale —
Partie 3:
Calcul de la tenue en fatigue à la
flexion en pied de dent
Calculation of load capacity of spur and helical gears —
Part 3: Calculation of tooth bending strength
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Avant-propos .v
Introduction .vii
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes, définitions, symboles et termes abrégés . 2
3.1 Termes et définitions . 2
3.2 Symboles et termes abrégés . 2
4 Rupture de dent et coefficients de sécurité . 7
5 Formules de base . 7
5.1 Généralités . 7
5.2 Coefficient de sécurité pour la contrainte de flexion (sécurité contre la rupture
de dent), S .
F 7
5.3 Contrainte en pied de dent, σ . 8
F
5.3.1 Généralités . 8
5.3.2 Méthode A . 8
5.3.3 Méthode B . 8
5.4 Contrainte de flexion admissible en pied de dent, σ .10
FP
5.4.1 Généralités .10
5.4.2 Méthodes de détermination de la contrainte de flexion admissible en pied
de dent, σ — Principes, hypothèses et application .10
FP
5.4.3 Contrainte de flexion admissible, σ : Méthode B .11
FP
5.4.4 Contrainte de flexion admissible, σ , pour une durée de vie limitée et une
FP
grande durée de vie: Méthode B .12
6 Facteurs de forme, Y .14
F
6.1 Généralités .14
6.2 Calcul du facteur de forme Y : Méthode B .15
F
6.2.1 Généralités .15
6.2.2 Paramètres des roues dentées virtuelles .17
6.2.3 Corde normale en pied de dent, s , rayon du profil de raccordement en
Fn
pied de dent, ρ , bras de levier du moment de flexion, h pour roues à
F Fe
dentures extérieures générées par fraise-mère .18
6.2.4 Corde normale en pied de dent, s , rayon du profil de raccordement en
Fn
pied de dent, p , bras de levier du moment de flexion, h , pour des roues
F Fe
à dentures extérieures générées avec un outil-pignon .19
6.2.5 Corde normale en pied de dent, s , rayon du profil de raccordement en
Fn
pied de dent, ρ , bras de levier du moment de flexion, h , pour des roues
F Fe
à dentures intérieures générées avec un outil-pignon .24
7 Facteurs de concentration de contraintes, Y .24
S
7.1 Usage de base .24
7.2 Facteur de concentration de contraintes, Y : Méthode B .25
S
7.3 Facteur de concentration de contrainte pour roue dentée avec entaille dans
le profil de raccordement en pied de dent .25
7.4 Facteur de concentration de contraintes, Y , approprié aux dimensions de la roue
ST
dentée d’essai de référence standard .26
8 Facteur d'inclinaison, Y .26
β
8.1 Généralités .26
8.2 Valeurs graphiques .26
8.3 Détermination par calcul .27
9 Facteur d'épaisseur de jante, Y .27
B
9.1 Généralités .27
9.2 Valeurs graphiques .28
9.3 Détermination par calcul .28
9.3.1 Roues à dentures extérieures .28
9.3.2 Roues à dentures intérieures .28
10 Facteur de profondeur de dent, Y .29
DT
10.1 Généralités .29
10.2 Valeurs graphiques .29
10.3 Détermination par calcul .29
11 Contrainte nominale de référence pour la flexion .30
11.1 Généralités .30
11.2 Contrainte nominale de référence pour la Méthode A .30
11.3 Contrainte de référence avec les valeurs de σ et σ pour la Méthode B .30
F lim F lim
12 Facteur de durée de vie, Y .30
NT
12.1 Généralités .30
12.2 Facteur de durée de vie Y : Méthode A .31
NT
12.3 Facteur de durée de vie Y : Méthode B .31
NT
12.3.1 Généralités .31
12.3.2 Valeurs graphiques .31
12.3.3 Détermination par calcul .32
13 Facteur de sensibilité à l'entaille, Y , et facteurs de sensibilité relative à l'entaille,
δT
Y .33
δ rel T
13.1 Bases de l'utilisation .33
13.2 Détermination des facteurs de sensibilité à l'entaille .33
13.2.1 Généralités .33
13.2.2 Méthode A .33
13.2.3 Méthode B .33
13.3 Facteur de sensibilité relative à l'entaille, Y : Méthode B .34
δ rel T
13.3.1 Valeurs graphiques .34
13.3.2 Détermination par calcul .34
14 Facteurs d'état de surface, Y , Y , et facteurs d'état de surface relatif, Y .39
R RT R rel T
14.1 Influence de l'état de surface .39
14.2 Détermination des facteurs d'état de surface et des facteurs relatifs d'état de surf
...
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