Resistance tube acier

[gerard48]

Bonjour,
J'ai fait réaliser une structure qui n'a pas tenu.Je viens donc solliciter des conseils vu que je ne suis ni connaisseur ni physicien.
Voila,
J'ai un socle avec un trou.
J'ai fait réaliser par un métallurgiste un "U" (dabc) avec un de ses tubes acier (26x2), les angles soudés.
Une branche du "U" fait 11 cm (ad), l'autre fait 39cm (bc) et la base fait 55cm (ab).
J'ai retourné le "U". J'ai enfoncé la branche la plus courte dans le trou du socle et à la branche la plus longue, j'y ai fixé un petit plateau (coin).
La partie (ab) ne repose pas sur le socle. Il y a un petit vide.
Sur ce plateau, j'y ai posé un poids de 80 kgs.

SCHEMA en piece jointe

Sous le poids, la partie (ab) s'est affaissée et la partie (bc) part en arrière (voir flèche schéma).(Le dessin n'est pas à l'echelle)

Je veux refaire ce "U" avec un acier et diamètre diffèrent (max 30 mm).

QUESTION 1: Ceintrage ou soudure pour les angles a et b?
La dimension du rayon a t-elle une importance?

QUESTION 2: Cela change-t-il quelque-chose si je rallonge ma branche de 11cm (ad schéma) à 20 cm?

QUESTION 3: Pour ce genre de force :
- Est-ce un acier type "mécanique" le mieux adapté ?
- Pour éviter la déformation, faut-il se référer à l'indice rm, re, rp ou un autre ?

J'ai repéré du 25cd4s (30x2,pas trop cher),mais aussi du 35cd4s,du 15CDV6,du e235+c,du e470lac,du gt1000 (cher)...
J'ai fais pas mal de recherche,mais plus je m'intéresse au sujet plus je m'y perds avec toutes ces caractéristiques et réfférences.(ar,lac,c,recuit normalisé,traité...résistanse traction,résistance cisaillement,..Hle....).
Je recherche pas le meilleur acier possible mais je voudrais que mon tube fasse maximum 30mm de diamètre et qu'il ne se déforme absolument pas aux forces exercées.
Dernier petit point,je voudrais pas dépenser une fortune.

Merci de votre attention et peut-être de vos réponses.

J'ai déjà vu un système similaire et la personne avait apparemment utilisé une barre coté socle qui rentrait dans un tube après le premier cintrage (a).Ca peut etre intéressant pour pouvoir modifier l'axe bc s'il bouge avec le poids.
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[Dynamix]

Salut

Je recherche pas le meilleur acier possible mais je voudrais que mon tube fasse maximum 30mm de diamètre et qu'il ne se déforme absolument pas aux forces exercées.

C' est tout bonnement impossible .
Il y aura toujours une déformation et elle sera la même quelque soit l' acier choisis .
Tu peux la diminuer en augmentant le diamètre du tube .
Tu peux aussi ajouter des goussets dans les angles .

[Jaunin]

Bonjour, Gerard48,
Bienvenu sur le forum de Futura-Sciences.

Je recherche pas le meilleur acier possible mais je voudrais que mon tube fasse maximum 30mm de diamètre et qu'il ne se déforme absolument pas aux forces exercées.

C'est impossible, il y aura toujours une déformation, déjà même sous le poids propre de votre assemblage.
Votre déformation sera toujours inversement proportionnelle au module d'élasticité de Young de la matière, pour tout les aciers E=~210 [GPa] et de sa forme géométrique pour le moment quadratique.

Je n'ai pas très bien compris les explications de votre croquis, si vous pouviez redessiner plus précisément votre bras qui supporte la charge 800 [N].
Cordialement.
Jaunin__

Désolé moins rapide que Dynamix que je salue, mais on est déjà d'accord.

[Sanglo]

Bonjour,

Pour info une barre de 30mm de diamètre posée sur deux appuis simples et chargée à 800 N au centre présente une flèche de 2.8mm et a une contrainte de 86N/mm².
Ceci avec un acier banal.

L'acier 25CD4 pour une telle application est un non-sens d'une part du point de vue coût et d'autre part au niveau soudage, cet acier trempant à l'air nécessite un préchauffage à 350° avant soudage.

Sous le poids, la partie (ab) s'est affaissée et la partie (bc) part en arrière (voir flèche schéma)

Que la barre se soit affaissée, rien de plus normal vu les dimensions que tu as employé mais que la partie bc parte sur le côté montre des fixations avec un jeu important.
La barre devrait être soit encastrée dans le socle (scellement) soit fixée correctement au moyen d'une platine ancrée sur le socle.
Si la barre doit pouvoir être démontée rapidement un tube doit être scellée dans le socle et la barre doit présenter le moins de jeu possible.
L'autre côté doit être fixé fermement.

A++

[A voir en vidéo sur Futura]

[gerard48]

Merçi beaucoup pour vos réponses.
Déja pour les goussets dans les angles,je peux en mettre un pour l'angle b,mais pour l'angle a ce n'est pas possible (condition particulière).
La barre que j'ai réalisai ne possède pas de fixation,c'est un tube acier qui a ete coupé,angle 90° et soudé
'C'est impossible, il y aura toujours une déformation, déjà même sous le poids propre de votre assemblage Je comprend pas trop,une barre acier sous son propre poid va se déformé?Vous avez l'air de vous y connaitre mais j'ai du mal à imaginer ça!
'' mais que la partie bc parte sur le côté montre des fixations avec un jeu important''comme je viens de le dire c'etait soudé

ce que je veux faire est possible car de nombreuse personnes le font déja et depuis très longtemps.
''si vous pouviez redessiner plus précisément votre bras qui supporte la charge 800''.Imaginer un tabouret de bar qui n'aurait pas de pied.je suis assis dessus,et c'est une barre d'acier qui monterait du tabouret à ma droite ,monterait en l'air et viendrtais s'encastrer dans un trou qui serait sur le comptoir.
je sais pas si c'est vraiment clair..
Comme je le disais dans mon premier poste,j'ai déja vu cette instalation.les deux barre du 'U' n'etaient pas parralleles et c'est avec le poids que les deux branches du 'U' devenaient parrallèles.Je sais pas si c'est encore clair,mais c'est la déformation du tube qui remetait tout d'aplomb.

''La barre devrait être soit encastrée dans le socle (scellement) soit fixée correctement au moyen d'une platine ancrée sur le socle''C'est pas possible,je veux juste qu'elle rentre dans un trou.

'Tu peux la diminuer en augmentant le diamètre du tube''30mm maximum je peux pas plus
''si vous pouviez redessiner plus précisément votre bras qui supporte la charge 800 [N]''Je fais ça ce soir et je le poste demain (je viens de déménager et je n'ai pas encore le net' Je mettrai aussi une photo du tube à qui je fais réfference.La photo est de mauvaise qualité mais on voit que c'est une barre qui rentre dans un tube,et je vous promais que ça tiens.
A+

[Sanglo]

Re,

Je comprend pas trop,une barre acier sous son propre poid va se déformé?

Pour faire simple et avoir une bonne image de la déformation sous poids propre:
Une barre d'acier de 6m et 30mm de diamètre est posée sur un sol plat ... la barre est droite.
On la soulève en la prenant par chaque extrémité ... elle n'est plus droite et la différence entre chaque extrémité et le milieu de la barre s'appelle la flèche.
Cette déformation est dûe simplement au poids propre de la barre.
Quelle que soit la section de la barre elle se déforme et plus le profil est résistant à la flexion, moins la déformation se voit ... MAIS ELLE EST PRESENTE.

C'est pour cette raison q'une section pourrait résister à une charge mais qu'on dimensionne aussi pour ne pas dépasser une certaine flèche.

Si tu veux placer ton montage tel que tu le décris, les tubes de réception de la barre doivent avoir le moins de jeu possible avec la barre et avoir une longueur de contact suffisante.

A++

[Jaunin]

Bonjour, Gerard48
Si vous pouviez préciser comment est fixé le plateau qui reçois la charge, car là il y aura encore un couple de déformation supplémentaire.
Si j'ai bien compris de quoi il s'agît la charge me semble faible et il faudra encore ajouter l'effet de charge instantanée, choc.
Cordialement.
Jaunin__

[Dynamix]

Tu peux augmenter l' épaisseur du tube .
Avec du 30x2 tu divise la flexion en B par 1,6
Avec du 30x3 tu la divise par 2,2

Sans modification de ta conception je ne vois pas ce que tu peux faire de mieux .
Du tube carré de 30 , ça conviendrait ?

j'ai déja vu cette instalation

Installation de quoi ?
Ce serait plus facile de t' orienter si on savait ce que tu veux faire .

[gerard48]

Bonjour,tout d'abord je vous remercie de votre attention,

Bon je viens de comprendre la déformation sous son poids..Merci sanglo
Je pense que c'est très important,mais dans le cas précis ça doit se jouer à une dimension très minime.(si j'ai bien compris)
''avoir le moins de jeu possible avec la barre et avoir une longueur de contact suffisante''Les 11 cm (ad) sufisent-ils?C'etait une de mes question.Et pour le jeu,oui j'avais pensé au plus petit possible.(vous verrez plus loing que le model dont je me sert utilise un pas de vis d'une dizaine de centimètres).

'''Tu peux augmenter l' épaisseur du tube .
'''Avec du 30x2 tu divise la flexion en B par 1,6
'''Avec du 30x3 tu la divise par 2,2

C'etait ça la principale question,sauf qu'avant ce post je ne savait pas que tout les metaux allaient réagir de la meme maniere
'''pour tout les aciers E=~210 [GPa] et de sa forme géométrique pour le moment quadratique''

Donc maintenant c'est de savoir de quelle épaisseur j'ai besoin.Une barre pleine vous en pensez quoi?

''Si vous pouviez préciser comment est fixé le plateau qui reçois la charge''
Les schema nouveaux vont suivre

CE QUI SUIT A ETAIT écrit hier soir chez moi je n'avais pas encore lu vos messages
Bonjour,
Quand je lis que ça tiendrait pas juste avec le propre poids de la structure..
J'ai du mal vous expliqué avec mon premier post,alors je vais recommencer car je vois bien que vous-ete de la partie et moi absolument pas,mais je suis certain que mon système est viable.Pas forcement stable comme je l'aurais voulu mais en annulant les forces c'est possible.Je vous refais en premier le model que j'ai construis car vous vouliez plus d'explication et par la suite je voux expliquerais le modèle que j'ai vu....
Et je sens que vous allez me trouver une solution.


Bon; alors je suis partie d'un tube qui a était coupé en trois,avec des angles de 45°

Schema 1



Du coup mon tube devient:

Schema2



Ma premiere question etait si c'etait plus résistant avec des soudures ou avec un ceintrage pour les forces que je vais y mettre.

J'ai eu ma réponse avec le gousset mais l'autre angle je ne peux pas en mettre(condition primordiale) Il me faut soit un angle soudé soit un angle ceintré (mon imperatif exactement c'est que ce doit rentrer dans dans un tube de 30mn ou moins)..
Je connais pas trop les gousset mais je verrais ça..


Schema 3



Vous m'avait dis aussi (la personne du gousset) que quel que soit l'acier il y aura la meme déformation.La je suis très surpris mais vous avez certainement raison.
Mais j'aimerais que vous me confirmier votre point de vue d'hier avec ces plans plus détaillés de ce post (peut-etre que l'autre schema n'etait pas clair).
Bon je vous fais le shema avec la tablette

Voici ma tablette sur laquelle est posé 80 kg

Maintenant le dessin TUBE+TABLETTE


Schemas



Mantenant avez-vous toujours l'opinion que c'est iréalisable?

Moi ce que j'ai vu c'est ce système
Je vous fait le plan de ce que je pense avoir compris et je vous post les photo si vous en avez besoin

Bon,voila les schemas


CE systeme marche,les branches du 'U' ne sont pas parralleles mais elle le deviennent avec le poids.Je ne l'ai pas fait pour la partie (ab),mais c'est la meme chose,la partie 'ab' monte légérement,et le poids la repositione honrizontalement (je peux faire le shema)
Je voulais faire un sytème stable qui ne se déforme pas mais apparemmment c'est impossible d'apres vos commentaires.
Le systeme dont je viens vous faire le schema marche.Pouvez-vous m'aider pour faire cette structure??
Si vous avez besoin de photos c'est possible et meme une vidéo.
Au fait je suis pas vraiment de la partie,merci si vous pouvez vulgariser vos termes

5 MINUTES les schemas arrivent
A tout de suite..

[gerard48]

Logiquement 8 schemas vienent de partir mais il manque les premiers je m'en occupe de suite(5mn)

[gerard48]

test schema

[gerard48]

bon j'ai réussi avec deux seulement.Désolé mais les autres dans un petit moment

[Jaunin]

Dans les vues à venir, auriez vous une vue de dessus de la position du support pour les 800 [N]

Pas très bon la forme du gousset.

[Jaunin]

Dans les vues à venir, auriez vous une vue de dessus de la position du support pour les 800 [N]

Et ses dimensions.

[Dynamix]

A propos du 2.JPG
_Personne n' a dit que ça ne tenait pas . Même si c' est lié , la rupture , c' est un autre problème .
On a tous dit que ça se déforme inévitablement .
_La cote D doit être la plus grande possible pour limiter le bloblotement et les contraintes . De même que le jeu entre le logement et le tube doit être le plus réduit possible .

[gerard48]

''Personne n' a dit que ça ne tenait pas ''
Désolé j'avais mal compris.

''On a tous dit que ça se déforme inévitablement''
Voila soit je construit cette structure en me servant de cette déforme(les branche du 'U' non parrallele (le model 2 si j'ai étais clair).Soit j'utilise une épaisseur élevée pour rendre cette déformation acceptable(que le plaque qui suporte le poids reste horizontale.

"La cote D doit être la plus grande possible" OK


"Dans les vues à venir, auriez vous une vue de dessus de la position du support pour les 800 [N]" je vous prepare çà

"Pas très bon la forme du gousset" Jusqu'a hier je connaissais pas ce terme,je l'ai déssinais comme ça vite fait.Je vais me renseigner sur le net

Apparemment on peut pas envoyer plus de photo,j'utilise un autre post

ps; vraiment désolé pour la qualité dessins

[gerard48]

Bon
vokkkkkkkkkkkkkkkkkkk

[gerard48]

suiiiiiiiiiite

[Jaunin]

Donc si j'ai bien compris, vous allez soudez votre tube sur la tige avec un "contre-angle" dû à celui de la déformation.
Mais je ne comprends pas le rapport entre les deux images discussion #16 2.jpg et #17 2.jpg, ce ne sont pas la même fabrication.

[gerard48]

""Mais je ne comprends pas le rapport entre les deux images discussion #16 2.jpg et #17 2."
Je vois pas les meme ref,pouvez vous me dire le numero de message svp

[gerard48]

OK?JE voie les deux images que vous dites,je viens de comprendre
J'ai un peu galerai pour ces images du coup c'est mélangé.
IL Y A 2 systeme
celui que j'ai fabriqué et celui dont je me suit servi de model
en 1 parti;le tube coupé en 3 c'est ma structure
en 2 C4EST MON MODEL qui à utilisé une barre + UN TUBE

[gerard48]

J'avoue que mon post est flou,c'est recherché...Puis-je vous envoyé un lien privé Mr Jaunin,mais je ne voudrais pas que vous remetier ce lien sur le post!!
Vous comprendrez une fois que vous aurez -vu le lien
mais ca correspond à mes schema (en plus compliqué,mais ça reste très simple

[Jaunin]

Oups, là c'est moi qui ne comprends plus très bien.
Dans le message #16, tube et barre c'est votre model que vous avez fabriqué ?.
Dans le message #17, trois tubes, cette structure c'est vote model, mais vous l'avez aussi construite ?

Je vous envoi une adresse privée en MP, j'ai bien compris

[gerard48]

bon la 16 et la 17;1 c'est mon model
et les autres 17 La structure que j'ai faite

[Jaunin]

Je veux refaire ce "U" avec un acier et diamètre diffèrent (max 30 mm).

Etes vous sûr de trouver du tube de 30 [mm] de diamètre, car dans mes tables le premier diamètre fait 33.7 [mm] avec des épaisseurs de paroi de 2.3, 2.6, 2.9, 5.0 [mm]
Votre tube actuel de 26 [mm] devrait faire 26.9 [mm] avec une épaisseur de paroi de 2.3 [mm].
A moins que vous ayez un fournisseur qui vous délivre du tube dans vos diamètre.

C'est pour faire une simulation au plus juste

[Jaunin]

Puis-je vous envoyé un lien privé Mr Jaunin, mais je ne voudrais pas que vous remettiez ce lien sur le post!!
Vous comprendrez une fois que vous aurez -vu le lien

Je vous envoi une adresse privée en MP, j'ai bien compris

Si ce n'est qu'un lien vous pouvez aussi me l'envoyer directement en Message Privé sur FS
en cliquant dans la fenêtre à gauche sur le nom.

[geagea]

bonjour,
avant de calculer,il faut une cotation axe a axe,et d'autre part qu'elle est la cote de C par rapport a votre charge de 80daN
D'autre part il est vain de disposer de l'acier inos a condition que vous le désirez,sinon disposer de l'acier S235 ou S355
En effet de diposer des épaules aux jarrets,ce qui me parait raisonnable,mais ,vous allez avoir une déformation,maintenant c'est a vous de donner la limite

cordialement

geagea

[gerard48]

Image 1.JPGMon modèle.JPGImage 2.JPG

[gerard48]

''avant de calculer,il faut une cotation axe a axe''la dimension ad 20cm ab 55cm bc 39cm
"diposer des épaules aux jarrets"" vous parlez des gousset?
"Si ce n'est qu'un lien vous pouvez aussi me l'envoyer directement en Message Privé sur FS" si c'est encore flou je vous envoie le lien (you tube)
"Etes vous sûr de trouver du tube de 30 [mm] de diamètr"certaines societés ont pas mal de réferences (diamètre) surtout pour le 355
A+ Je reviens plus tard...

[mersener]

bonjours,
après une première étude approximative (tube 30x3 ? , soudures parfaites, force répartie sur la surface, grandes déformations !!) voila les zones critiques de ta structure :
etude 01.jpgz crit.jpg
tu as les contraintes Von Mises globales sur la 1er image et ensuite unique les zones où cette contrainte dépasse 75% de 355 MPa.

Renforcer les angles devrait être relativement aisé mais il vous faut vraiment porter attention à votre plaque et à sa liaison avec le tube.

Les déplacements en extrémité de la plaque sont par contre vraiment trop importantes (env 70mm) à cause de la combinaison de la flexion et de la torsion du tube.
Passer en rond de 30 ne changerais pas vraiment cela ( déplacement de 57mm env et toujours une zone critique en résistance sur la plaque).

Il te faut vraiment envisager de passer à un autre diamètre ou d'autre formes (ex. pour du tube 60,3x5 et des raidisseurs en diagonale sur une plaque à bords rabattus on ramène le déplacement max à 3,8 mm)