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Calcul portique d'acrobate

  1. #1
    zeubest

    Question Calcul portique d'acrobate

    Bonjour,
    Pour réaliser un portique en trépied pour une acrobate, je peine à calculer les forces, donc les sections à mettre en oeuvre.
    Ce qui est envisagé est un trépied en tubes aluminium de 80mm de diamètre, épaisseur 2 mm, en 7,8m de long :
    Portique-2.jpg
    En flambage, un tube de ce type, en longueur 7800mm admet une charge théorique de 429 Kg, mais la position en trépied n'est par définition pas verticale

    Ma question concerne de fait deux points :
    - Quel est le "meilleur" angle pour l'ouverture des pieds du trépied (j'ai utilisé un angle approximatif basé sur ce que j'ai vu d'existant) ?
    - Comment calculer la capacité de levage de ce portique ?

    Merci beaucoup pour vos lumières

    -----


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  3. #2
    LPFR

    Re : Calcul portique d'acrobate

    Bonjour.
    Il vous manque un zéro dans les dimensions.
    Du coup il va vous falloir trouver un tout petit acrobate.
    Au revoir.

  4. #3
    zeubest

    Re : Calcul portique d'acrobate

    ce ne sont que les cotes, au 10ème qui sont erronées , en plus, même vous aviez compris, c'est dire si l'erreur est vénielle !

    J'avais vu le souci, mais suis revenu pour corriger qu'au delà des 5 minutes autorisées pour modification.
    Dernière modification par zeubest ; 30/08/2017 à 14h33.

  5. #4
    Jaunin

    Re : Calcul portique d'acrobate

    Bonjour,
    Je n'ai pas très bien compris la fonction de votre trépieds, combien de pieds ? 3 ?
    Que représente vos tube de 75 [mm] de diamètre et épaisseur 5.0 [mm]
    Quelle charge à soulever ?
    Cordialement.
    Jaunin__

  6. #5
    zeubest

    Re : Calcul portique d'acrobate

    Merci pour votre réponse,

    C'est un trépied à trois pieds.
    Chaque pied est composé de 4 sections raccordées par des manchons (diamètre 75mm épaisseur 5mm) et verrouillés par des boulons traversants de 10mm de diamètre.
    La charge à soulever est celle de l'acrobate, et d'agrès ( corde, cerceau, tissus...).
    Exemple :
    portique.jpg

    Merci

  7. #6
    Jaunin

    Re : Calcul portique d'acrobate

    Et je dirais plus les surcharges due aux secousses des différents exercices.

  8. #7
    Jaunin

    Re : Calcul portique d'acrobate


  9. #8
    zeubest

    Re : Calcul portique d'acrobate

    Oui, c'est bien de ce genre de trépied qu'il s'agit.
    J'avais bien sûr lu les documents que vous citez, et suis conscient des impératifs de sécurité... D'où mes questions.

    J'ai oublié de mentionner que les pieds seront reliés entre eux par des câbles au sol.

    Mes suppositions trés approximatives :
    tube cylindrique creux en alu
    long de 7800 mm
    80 mm de diamètre
    2 mm épaisseur
    profil tube cylindrique :diamètre 80 mm moment quadratique :372906
    429 kg de résistance au flambage pour un tube
    pour 3 tubes : 1287 Kg Théoriques
    Coef de prudence à la louche : 0,75 * 1287 = 965
    Charge utilisation dynamique ( coef 5) = 965 / 5 = 193 Kg

    Mais la résistance de flambage est-elle pertinente vu que les tubes ne sont pas verticaux, même si les forces me paraissent dans l'axe ?
    Et quel est le "meilleur" angle pour les pieds ?


  10. #9
    LPFR

    Re : Calcul portique d'acrobate

    Bonjour.
    Avec la participation de Jaunin (que je salue), si je dis des bêtises, il les signalera.
    La résistance au flambage n’augmente pas avec la longueur. Au contraire, elle diminue.
    À priori, les forces sur les tubes sont dans l’axe. Vous pourriez remplacer la liaison en haut par des rotules. Le triangle est la seule figure géométrique que vous ne pouvez pas déformer sans changer la longueur des côtés.
    Ceci, à condition qu’il n’y ait pas de « coiffe », comme dans la photo. Car cette « coiffe » transforme les triangles en quadrilatères. Et elle ajoute des efforts de torsion sur les pieds.
    L’autre aspect qui me gène (mais ce n’est pas mon domaine) est le jeu nécessaire dans les emboîtements des tubes. Il faudrait des emboîtements coniques pour ne pas avoir du jeu.
    Au revoir.

  11. #10
    zeubest

    Re : Calcul portique d'acrobate

    Bonjour,
    LPFR, merci pour votre aide . Pour les emboitements - en supposant que ça se passe comme dessiné - un jeu d'1mm sur un emboitement de 20 cm donne un angle de 0,14° par rapport au tube sans raccord, j'ai l'impression que sur 4 sections, donc 3 raccords, ça devrait pas fondamentalement changer la donne. Concernant le sommet, la version envisagée est avec un sommet beaucoup plus réduit que celui de la photo, en partie pour les raisons que vous évoquez.

  12. #11
    Jaunin

    Re : Calcul portique d'acrobate

    Bonjour,
    J'ai essayé une première approche en simulation 3D, mais les tiges de 8.0 [m] prennent beaucoup trop de mémoire pour mon PC.
    Je vais essayer encore une autre méthode.
    Cordialement.
    Jaunin__
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  13. #12
    zeubest

    Re : Calcul portique d'acrobate

    Wahou ! Terrible !

  14. #13
    Jaunin

    Re : Calcul portique d'acrobate

    Je viens de refaire une simulation en 2D 1/2 avec une charge de 1200 [N], maintenant il faut que j'analyse les résultats.
    Il va falloir que je reprenne avec les coefficients de sécurité.
    Mais cela ne sera qu'indicatif.

  15. #14
    Jaunin

    Re : Calcul portique d'acrobate

    Je n'ai pas pu tenir compte des éventuels déchirures à la jonction avec vos tubes de 75.0 [mm] de diamètre dans du 76 [mm] de diamètre.

  16. #15
    zeubest

    Re : Calcul portique d'acrobate

    J'imagine que c'est déjà super compliqué à modéliser comme ça !
    Merci

  17. #16
    zeubest

    Re : Calcul portique d'acrobate

    Bonsoir,
    Mr Jaunin, votre modélisation a-t-elle donné un résultat ?
    Merci

  18. #17
    Jaunin

    Re : Calcul portique d'acrobate

    Bonsoir,
    J'ai quelques résultats je vous en parlerais un peu plus tard.
    Mais ce ne sont que des approches et ne peuvent pas servir à la construction d'un tel appareillage.
    Cela ne remplace pas les calculs et garantie d'un bureau spécialisé dans ce genre de construction.
    Cordialement.
    Jaunin__

    Calculs de charpente et construction métallique

  19. #18
    Jaunin

    Re : Calcul portique d'acrobate

    Bonjour,
    Voici quelques situation du trépieds mais uniquement pour information.
    On ne connaît pas le système d'emboitement des tubes entre eux.
    Cordialement.
    Jaunin__

    https://www.youtube.com/watch?v=NDn_djP4aZ0
    Images attachées Images attachées

  20. #19
    zeubest

    Re : Calcul portique d'acrobate

    Bonjour,
    Merci pour tout ce travail !

    J'avoue ne pas tout comprendre de ce graphique. Il semble cependant qu'il indique l'emplacement des contraintes sous charge.

    Les emboîtements sont constitués par des tubes de 75mm, d'épaisseur 5mm, de 40 cm de long, avec 20 cm emboités de part et d'autre. Ils sont verrouillés par des boulons de 10, traversant; à 10 cm de part et d'autre
    DSC03755.JPG

    Si ma requête initiale portait sur le calcul de la charge maximum admissible, la contrainte "règlementaire" Eurocode de ce portique pourrait se calculer comme suit :

    1 personne considérée réglementairement à 95 Kg
    Coefficient de sécurité : 1,5
    Coefficient dynamique : 4
    Coefficient de fatigue : 1,35
    95x1.5x4x1,35 = 769,5 Kg


  21. #20
    Jaunin

    Re : Calcul portique d'acrobate

    Bonjour,
    Je vais refaire la simulation avec cette nouvelle valeur de 770.0 [Kg].
    Cordialement.
    Jaunin__

  22. #21
    Jaunin

    Re : Calcul portique d'acrobate

    J'ai refais la simulation avec la charge de 7700 [N] et j'ai toujours très peu de contrainte.
    Je pense que si vous avez pris les valeurs des tubes existant c'est pour cela que l'on est dans les bonnes mesures.

  23. #22
    zeubest

    Re : Calcul portique d'acrobate

    Merci beaucoup pour tout ce travail.
    Je vais réaliser ce portique, et mettrai les photos de tests ici.

    Merci beaucoup pour l'aide que vous m'avez apporté.

  24. #23
    zeubest

    Re : Calcul portique d'acrobate

    Bonjour,
    Voilà des images du portique réalisé :
    DSC03811.JPG
    DSC03815.JPG
    La tête :
    DSC03806.JPG

    Merci pour votre aide.
    Cordialement

    Greg

  25. #24
    Jaunin

    Re : Calcul portique d'acrobate

    Bonjour,
    Merci pour ce retour, très impressionnant.
    Très, très belle réalisation.
    Comment se comportent les tubes, par exemple quand une personne donne des secousses pour monter à la corde.
    Arrivez-vous par exemple à mesurer la différence de longueur de la corde par rapport au sol, une fois sans charge et une fois avec une personne suspendue.
    Cordialement.
    Jaunin__

  26. #25
    zeubest

    Wink Re : Calcul portique d'acrobate

    Le comportement semble très stable, mais les essais ont été modestes pour le moment.
    Cependant, on s'est pendus à 3 dessus en remuant comme on pouvait - l'allure du pack pendouillé devait valoir le coup d’œil ( je dirais 230 Kg pour le groupe) - sans voir aucun mouvement de structure. On se serait attendu à une sorte d'élasticité, ben pas de perceptible.
    Mesurer une différence de longueur de corde serait difficile ( une drisse s'étire un peu sous charge), c'est effectivement une idée à tester avec une élingue acier.
    Ces premiers essais ont été faits sur du gravier, on essaiera d'affiner sur une surface plane.


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