Dimensionnement cuve cubique

[Cl0wn59]

Bonjour,

Je sollicite votre aide pour le dimensionnement d'une cuve cubique destinée à recevoir une résine d'imprégnation.
J'ai trouvé beaucoup d'informations sur les cuves cylindriques mais rien sur des cuves cubiques et cela dépasse mes compétences de dessinateur industriel.

La cuve est prévue ainsi :

Dimensions : 1500mm*1500mm*1500mm (le fond est complètement plat)
Hauteur du fluide : 1300mm
Épaisseur de tôle : 5mm
Acier : E24-2 (S235)
Densité du fluide : 1,143 g/cm³

Je souhaiterais déterminer si cela est suffisant ou si il faut prévoir des renforts soudés sur les faces ou au niveau des angles en fonction de la pression du fluide et des contraintes ?

Merci d'avance pour votre aide !
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[trebor]

Bonjour Cl0wn59 et bienvenue sur le forum,

La cuve est-elle fermée sur le dessus avec la même tôle que ses parois ?

Bonne suite sur le forum

[Cl0wn59]

Bonjour et merci trebor,

Non, la cuve est ouverte sur le dessus.

[f6bes]

Bjr à toi,
Connais tu la formule qui détermine une pression dans un contenant ?
Une pression dans ce genre de configuration, c'est une hauteur de liquide dans le contenant.
Donc avec des toles de 5mm d'épaisseur , tu dois etre certainement surabondant.
Voir hydrostatique:https://www.google.fr/url?sa=t&rct=j...gXPLt7fofQvbAQ
Bon WE

[A voir en vidéo sur Futura]

[Cl0wn59]

Bonjour f6bes,

Mon intuition me dit que ces tôles de 5mm soudées à chaque angle suffisent largement mais j'aimerai le vérifier pour des questions de coût et de sécurité.

Si je comprends bien cela veut dire qu'en fond de cuve au point où la pression est maximale, j'aurai une pression P=Po + pgh
Soit P = 101300 + 1143 * 9,81 * 1,5 = 118 119 Pa

Comment faire le lien entre cette valeur et la résistance des tôles à la pression ??

[harmoniciste]

J'ai trouvé beaucoup d'informations sur les cuves cylindriques mais rien sur des cuves cubiques

Parce que pour résister à une pression interne, le cylindre est mieux adapté.
Pour votre cube, il y a forcément une déformation des faces, et tout dépend donc de la déformation acceptée.

[XK150]

Bonjour ,
Je ne sais pas mener ce type de calculs au bout ...
5 mm paraît suffisant au pif . Mais attention : je suppose que le fond repose totalement sur un sol plan .
Reste que la force résultante des pressions sur chacune des 4 faces verticales est importante et va tendre à gonfler la cuve .
J'ajouterai obligatoirement des entretoises internes soudées entre les faces en regard pour éviter ce gonflement , comme sur les cuves fuel parallélépipédiques ...

[Cl0wn59]

Oui effectivement un cylindre est beaucoup mieux adapté, mais je n'avais ici pas le choix.
Le fond reposera effectivement sur un sol plan donc je pense qu'il n'y aura pas de soucis de ce côté là.

Je vais rajouter effectivement des entretoises par sécurité mais j'aurai bien aimé comprendre la logique à suivre pour mener au bout ce raisonnement.

[XK150]

Re ,
Vous allez ici : http://www.toutcalculer.com/mecaniqu...ce-surface.php

Vous descendez à aquarium , vous entrez vos dimensions , vous corrigez de la masse volumique et vous avez une poussée de
1688 . 1.143 = 1929 kg sur chaque face verticale .

[Jaunin]

Bonjour XK150,
Je ne vois pas votre valeur de 1688.
Cordialement.
Jaunin__

[XK150]

Bonjour Jaunin ,

Je l'ai refait , même résultat : aquarium de 150*150*150 cm .

Cordialement ,

Si j'étais courageux , je devrai pouvoir le faire à la main .

[Jaunin]

La hauteur du fluide n'est que de 1300 [mm], non ?

[Cl0wn59]

Oui c'est bien 1300 mm.

J'étais déjà tombé sur le site de XK150, on arrive à un résultat de 1268*1,143 = 1450 kg de poussée.

Mais que faire de cette valeur ??

[Jaunin]

Regardez une plaque retenue sur 3 cotés

http://materiales.azc.uam.mx/gjl/Cla...d%20strain.pdf

A partir de la page 502,
voir page 510

[Jaunin]

Que pensez vous de la représentation de la charge sur la plaque page 512 Case 9dd

[Cl0wn59]

Ça ressemble beaucoup à ce qui est expliqué ici :
http://public.iutenligne.net/mecaniq...luides_15.html

et je dirai que c'est plutôt les pages 513 et 514 qu'il faut prendre en compte (avec partie supérieure "libre") ?

[Jaunin]

Oups, Oui, vous avez raison.

[Jaunin]

J'ai simulé votre cuve cubique avec les forces données par le site, votre cuve ne résiste pas.

Le résultat du site donne "Force sur les parois verticales", faut-il diviser par deux pour avoir la force sur une paroi ?

[XK150]

Re,
Bien , à la main :
La poussée sur une paroi verticale s'exerce au 1/3 de la hauteur en partant du sol , et vaut :
1.5 * 1.3 * 1143 * 9.81 * 0.65 = 14210 N

[Cl0wn59]

Comment faites-vous pour "simuler" la cuve ?

Via un logiciel de 3D j'imagine ?? A quel niveau la cuve ne tient pas ?

[trebor]

Comment faites-vous pour "simuler" la cuve ?

Via un logiciel de 3D j'imagine ?? A quel niveau la cuve ne tient pas ?

Bonjour,
A mon avis dans les angles, aux soudures.

Mais voyons d'autres avis ?

[mécano41]

Bonjour,

Ceci est juste un avis car je ne sais pas calculer cela autrement que par le ROARK comme vu plus haut (je trouve environ 200 Mpa) et je ne suis pas spécialisé en chaudronnerie.

Je consulterais un chaudronnier pour savoir si la solution que je suggère ci-joint n'est pas trop onéreuse et je ferais refaire ensuite le calcul à l'aide d'un logiciel adéquat.

La solution devrait présenter des contraintes plus faible dans les angles et nécessite moins de soudures. En revanche, il faut être équipé. Si un spécialiste passe par là, j'aimerais qu'il me dise si c'est une ânerie ou non.

Cordialement

[Jaunin]

Bonjour,
@XK150,c'est la valeur que j'ai utilisé
@Cl0wn59, oui
@trebor, exactement

D'ou l'exelente idée de mécano41
Cordialement.
Jaunin__

[Jaunin]

Bonjour,
J'ai refais la simulation de la cuve à angles vifs avec la pression dégressive depuis le fond jusqu'à la limite de remplissage, dans ces conditions il y a moins de contrainte et de déformation.
Mais la cuve mécano41 reste la meilleure option avec la ceinture.
Cordialement.
Jaunin__

[Cl0wn59]

Merci pour votre aide à tous, je vais partir sur la solution de mécano41 qui effectivement me parait être plus sûre.

[Jaunin]

Bonjour,
J'ai refais la simulation de la cuve_mécano41, les contraintes sont très atténuées sauf dans les coins de type valise.
Je pense qu'il faudrait mettre 3 ceintures car il y a quand même des déformations avec une ceinture.
Cordialement.
Jaunin__

[Jaunin]

Bonjour,
Avez-vous pu faire quelque chose.
Cordialement.
Jaunin_