rdm Tube acier rond qui plie en essais, train atterrissage ULM

[IBIS22]

Bonjour,

Nouveau sur le forum je me permets de poster un message pour avoir un retour sur des calculs de RDM qui me posent problème.

Je n'ai jamais fait de RDM, ce n'est pas mon domaine, mais je me renseigne depuis plusieurs mois via cours en ligne et forum et j'ai réalisé mes premiers calculs de rdm auxquels j'aimerais avoir des avis.

Mon problème est que j'ai sur un ULM (peu en état de vol) un train d'atterrissage qui se plie au roulage sur l'herbe avec des trous pour rejoindre la piste presque immédiatement (2 roulages de 500m environ et il plie, 5 trains d'atterrissage 10 vols en 3 ans à cause de ça). Mon ULM étant plus haut que les 2 autres qui sont état de vol, tube plus long je suppose à un problème de dimensionnement. (Apres avoir pensé à un problème de dénaturation de l'acier par la soudure)

J'ai fait les calculs suivants sur mon nouveau train qui est passé d'une épaisseur de tube de 1mm à 2mm. (35mm extérieur, 31mm intérieur)

Calcul de la flèche sur tube encastré, longueur prise en compte longueur sous la dernière fixation/fixation du support de roue) 610mm
Poids sur le tube (en statique 20kg, le moteur est derrière sur ces avions, Pilote à 0,95m du centre de gravité 90kgx0,95=86KG+20kg statique = 106Kg), mais j'ai trouvé une information comme quoi au freinage on subit 1,1g donc 106x1,1=117Kg (1170 Nm)

Inertie de mon tube en acier 25CD4S = (3,14(35^4-32^4))/64 = 22 189

(1170x610^3)/(3x21000x22189) = Flèche 276 mm donc pas adapté ?

La flèche à maximum à considérer est bien de L/300 ? soit ici 610/300 = 2,033mm

Si quelqu'un peut me dire si je ne fais pas fausse route cela me permettrais de calculer le tube adapté.

Ici je n'ai tenu compte d'aucun coefficient de fatigue, sécurité ou autre pour les sollicitations en dynamique, surtout que la roue est montée sur un balancier et donc avoir un impacts ur les efforts je suppose. Aussi qu'il y a un autre tube à l'intérieur.

Photos du train.


Merci d'avance.
Mickaël
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[Zozo_MP]

Bonjour

Deux choses me surprennent.

Premièrement qui vous a fournit les plans du modèle original ? OU quiel est le nom du fabricant car j'ai l'impression que ce type d'engin n'est pas fait par un amateur.

Deuxièmement si je comprend bien le montage il y un tube à l'intérieur de celui externe. L'externe et fixe (bloqué en rotation) l'interne lui et libre en pivot puisqu'il sert à diriger la roue avant.

J'ai l'impression qui manque une pièce (genre bague) entre le tube intérieur est extérieur disons qui serait positionnée à mi-longueur.

Donc déjà du point de vue RDM je dirais qu'il faut considérer les deux tubes simultanément pour la flexion qui amène au bris de pièces.

Que dis le constructeur sur le réglage de la tige reliès au anneaux en caoutchouc qui servent à l'amortissement de la roue.

Il faudrait nous dire à quelle hauteur le tube plie. J'ai déjà ma petite idée mais j'attends votre réponse.

J'aimerai avoir l'avis de mes petits camarades mais j'ai l'impression qu'il ya plusieurs forces indépendantes en présences et que de faire de la RDM juste sur le tube limite beaucoup la pertinence du résultat.

Cordialement

[Jaunin]

Bonjour, IBIS22,
Bienvenu sur le forum de Futura-Sciences.
Je n'ai pas très bien compris comment vous calculez votre tube train d'atterrissage, si vous pouviez faire un croquis.
Vous faite un calcul comme une poutre cantilever, mais il me semble que vous devez avoir plusieurs forces qui agissent.
Vous devez avoir du flambage sur votre tube du au poids de l'avion et une force sur la roue lors de l'atterrissage avec en plus des chocs.
Cordialement.
Jaunin__

[Zozo_MP]

Bonjour Jaunin

Je pense que le poids sur la roue avant est très faible (c'est un ULM Ultra light et non pas UHV Ultra heavy) donc pas de quoi fléchir un tube en appui quasiment axial. En tout les cas pas de quoi fouetter un forumeur.

Par contre l'appui sur un tube encastré alors là est l'effort max (modulo ma remarque sur les deux tubes encastrés l'un dan l'autre). L'ornière la jambe avant ne doit pas apprécier du tout du tout.

Attendons les réponses de IBIS22

Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[Jaunin]

Bonjour,
Quelques informations sur le sujet.
Cordialement.
Jaunin__

http://www.gilbert-pernot.fr/train_c...brication.html

http://www.volucres.fr/MitchellWing/...terrisseur.pdf

[IBIS22]

Merci de vos réponse.

Pour répondre à vos questions, c'est bien de la construction amateur. L'avion est un IbIs RJ03 disponible seulement en plan pour construire l'avion.

Le concepteur n'est plus de ce monde par contre son fil qui a fait les essais est en contact avec mois et nous avons échangé pas mal à ce sujet.

Le train de son avion est completement different du mien, sont ancien train le etait le même que le mien qui casse, etait plus court. (Avion un peu moins haut) en 1mm d'épaisseur pour tube exterieur/intérieur. Mais roulait seulement sur piste et taxiway en goudron.

Tres peu d'autres avions sont en etat de vol car c'est recent comme type de plan pour construire l'avion, donc peu de retour. Un autre propriétaire à eu le même problème. Mais il ne vole plus.

Le tube plie juste en dessous de la fixation basse sur l'avion. (Dans mes calculs j'ai pris en compte que cette longueur comme une poutre encastré. Car le tube mesure 90cm mais dela fixation basse au bas du train il y 61cm.)

Pour les atterrissages le train ne touche généralement pas tres fort, c'est le principal qui est derrierr qui encaisse les chocs, surtout sur ce type d'avion qui se pose tres cabré.

Pour l'entretoise entre les deux tubes il y en a pas mais il me semble que ca pourrait etre une solution.

Je vous fait un schema et répond plus precisement à vos questions ce soir ou demain ayant qu'un téléphone â ma disposition.

Mickaël

[harmoniciste]

Bonsoir,
En passant les mottes d'herbes l'angle de la force de réaction sur le sol est momentanément beaucoup plus important que sur un sol lisse !
Cette conception donne alors un moment de flexion (Fr x d) énorme à ce tube de jambe avant, et à la cloison sur lequel il est fixé.
Vous pouvez réduire la distance d très sérieusement, voire l'annuler, simplement en inclinant la jambe vers l'avant.

[IBIS22]

Merci de vos réponse, en effet cela me semble très pertinent. Beaucoup m'ont fait des remarques sur longueur et la verticalité de mon tube. Ce qui m'a toujours étonné c'est que la majorité des avions amateur ont le poids du moteur sur le train avant, moi je ne l'ai pas et j'ai ces problèmes de train.

Incliner le train en arrière me poserait problème pour la commande qui dirige la roue, et surtout par le peu de place qu'il y a, car il faudrait refaire la cellule. néanmoins je garde ca dans un coin de la tête car ça peut être une très bonne solution. Il y a une valeur moyenne pour cet angle ? Etant vraiment embêté avec ce train il va bien falloir trouver une solution quitte à refaire la cellule pour qu'il passe incliner, si je n'arrive pas avec le train actuel. J'ai aussi retenu que sur l'IBIS qui a eu les 1000H de vol (le plus d'heure, et qui a servit à homologuer la formule) le train est très court car très bas et balancier de fixation de la roue différent et montant très haut. Solution aussi peut être à retenir. Mon train avant est exactement celui du plan.

Merci Jaunin, j'avais vu ces deux liens lors de ma recherche de renseignements. je vais re-regarder ca.

Désolé pour mes calculs de RDM qui peuvent être faux ou pas adéquat. Je tâtonne, essais de comprendre et veux essayer de participer à la résolution de mon problème pour ne pas demander bêtement et profiter des connaissances de quelqu'un sans m'être remonté les manches. je trouvais ça déplacé.

Je m'orienter vers un calcul de flèche pour poutre encastré est ce que je fais fausse route à ce sujet ?

J'ai du mal à cerner l'effet du balancier sur le calcul. je suppose que lui doit amener une contrainte supérieure sur le tube quand il s'enfonce.

Au début j'ai eu plusieurs trains avec tube intérieur et extérieur en 1mm d'épaisseur (comme sur le plan), aucun problème aux atterrissage ou autre. C'est juste au roulage dans les troues pour rejoindre la piste que le premier a criqué (mis sur le compte d'un problème de soudure du 25CD4S, puis les autres ont pliés (soudé par soudeur aéro informé du problème) au roulage encore. Car pas fait plus de 2 vols sans problème.

J'ai mis des schémas. Pour résumer 1 tube extérieur avec les fixations sur la cellule de l'avion. Un tube intérieur avec un embout plein en haut et en bas. (en haut sur un carré est vissé le guignols de direction, en bas un simple tube soudé perpendiculaire au train avec 2 bagues de lubrifications font office de réceptacle pour l'axe du balancier qui support la roue. L'amortisseur est un amortisseur de remorque de voiture.

Les roulements haut est bas sont des roulements de vélo.
Capture d’écran 2017-03-30 à 02.02.46.pngCapture d’écran 2017-03-30 à 02.02.31.jpgCapture d’écran 2017-03-30 à 02.02.42.pngCapture d’écran 2017-03-30 à 02.02.22.pngCapture d’écran 2017-03-30 à 02.02.09.jpg

[IBIS22]

quelques données supplémentaires :

Capture d’écran 2017-03-30 à 02.02.00.jpgCapture d’écran 2017-03-30 à 02.01.51.pngCapture d’écran 2017-03-30 à 02.01.41.png

[Zozo_MP]

Bonjour Ibis

Incliner le train en arrière me poserait problème pour la commande qui dirige la roue, et surtout par le peu de place qu'il y a, car il faudrait refaire la cellule.

Pas forcément car tu peux très bien mettre un cardan en haut pour rattraper la modification de l'angle. Il faudrait voir l'encombrement mais c'est surement plus simple que de modifier la cellule avec les risque que cela comporte.

Ne te casse pas la tête car le forum est là pour aider les gens sérieux comme toi. Cela nous change des étudiants qui ne nous répondent pas et qui ne donne jamais de feed back.

Je pense que la modification de l'angle est la meilleur solution car ton plaisir et de voler et non pas de plier des tubes au moindre défaut de terrain surtou si de temps en temps tu vas aux vaches.

Bon courage et surtout n"hésite pas !

Cordialement

[Zozo_MP]

Salut IBis

avec mon esprit d'escalier je viens de regarder à nouveau tes pièces et il a une patte à l'équerre au millieu du tube et vu la façon dont elle fabriquée la façon dont elle est soudée cela affaibli beaucoup le tube à cet endroit. Je suis sur que tu as une diminution d'épaisseur en collet.

Tu pourrais modifier cette pièce pour plus de sécurité à peu de frais.

http://forums.futura-sciences.com/at...a-17.27.12.png

Cordialement

[harmoniciste]

Incliner le train en arrière me poserait problème pour la commande qui dirige la roue, et surtout par le peu de place qu'il y a, car il faudrait refaire la cellule.

Corriger l'angle du tube n'amène pas à modifier la cellule, ni modifier la commande de direction. Il suffit de changer la patte de fixation du tube sur le bas de la cellule.

Sans titre.jpg

Il y a une valeur moyenne pour cet angle ?

L'angle à donner pour annuler le moment de flexion du tube au niveau de cette patte est celui qui fait passer la résultante due à la plus haute motte d'herbe acceptable par ce point (voir mon croquis précédent).

Je m'orienter vers un calcul de flèche pour poutre encastré est ce que je fais fausse route à ce sujet ?

L'effort à prendre en compte dans vos calculs n'est pas du tout le poids vertical(16 kg) appliqué sur cette roue, mais la force avec l'angle qui lui sera appliqué pour s'enfoncer au passage de la plus haute motte souhaitée, l'assiette de la cellule étant supposée inchangée à cause de l'inertie de tangage.

[harmoniciste]

Pour éviter l'affaiblissement local du tube dû à la soudure de la patte, il est facile de ne la souder que le long de la génératrice neutre du tube, par un pliage comme ci-dessous. Cette patte ainsi raidie a l'avantage de répartir plus équitablement l'effort axial dans les fixations haute et basse de la cellule.

[djodjo44]

Bonjour,


Pour renforcer le tube, pourquoi ne pas envisager de poser des " sous barbe " comme sur les bouts dehors des voiliers ?
4 sous barbes pour les axes principaux ceinturés à la carlingue par des rubans de tissu carbone collés à la résine.

Autre solution, augmenter le diamètre de la roue et donner la forme d'une fourche de vélo pour donner de la souplesse et pouvoir absorber les chocs des " nids de poules ".

[harmoniciste]

Calcul de la flèche sur tube encastré, longueur prise en compte longueur sous la dernière fixation/fixation du support de roue) 610mm
Poids sur le tube (en statique 20kg, le moteur est derrière sur ces avions, Pilote à 0,95m du centre de gravité 90kgx0,95=86KG+20kg statique = 106Kg), mais j'ai trouvé une information comme quoi au freinage on subit 1,1g donc 106x1,1=117Kg (1170 Nm)

Inertie de mon tube en acier 25CD4S = (3,14(35^4-32^4))/64 = 22 189

(1170x610^3)/(3x21000x22189) = Flèche 276 mm donc pas adapté ?

La flèche à maximum à considérer est bien de L/300 ? soit ici 610/300 = 2,033mm

Vous commettez d'autre part plusieurs erreurs de raisonnement dans vos calculs:
En premier lieu, vous pouvez négliger la contrainte axiale due à la charge axiale sur le tube. Celle-ci ne vaut qu'environ 1060 N /105 mm², soit 10N /mm² à comparer aux 700 N/mm² de limite élastique pour le 25 CD4.

Ne considérez donc que le moment fléchissant Mf maxi qui vaut Fr x d au niveau de la patte du bas, comme mon croquis vous l'a montré.
La contrainte maxi vaut: Mf / (Inertie diamétrale/rayon ext.)

Par exemple en supposant que la résultante Fr vaut 2000 N (suspension comprimée) à une distance d = 300mm, ce moment serait 600.000 mm.N, et la contrainte serait: 950 N/mm², ce qui est excessif eu égard aux 700 N/mm² acceptables.

Quant au freinage, il n'agit pas comme vous le supposez. L'hypothèse d'une décélération à 1.1 g due au freins du train principal est irréaliste sur une piste en herbe. Pour obtenir au mieux 0,3 g, soit 3 m/s², les roues ppales devraient retenir l'avion avec une force de freinage = masse x décélération = 300 kg x 3 m/s² = 900N, donnant lieu à un couple piqueur de 900 x 0,75 = 675 m.N, le centre de gravité de l'avion étant posé disons à 0.75 m au dessus du sol.
La surcharge sur la roue avant, supposée 1,5 m devant le CdG, sera alors: 675/1,5 = 450 N
Cette surcharge reste négligeable sur la contrainte axiale du tube, mais pas sans effet sur le moment fléchissant.
Vous devrez normalement déjà l'avoir prise en compte dans la compression maxi de la suspension avant (mes 2000 N hypothétiques)

[le_STI]

Salut.

... en inclinant la jambe vers l'avant.

Quid de la chasse?
Quelque chose me dit que la roue ne restera pas très droite...

[harmoniciste]

A gauche: roue avant non couplée au palonnier de Rallye MS 880
A droite : roue avant couplée au palonnier de Cessna 172

[Jaunin]

Je sais, je sais, mais c'est juste pour information.

https://www.comsol.com/blogs/aircraf...nism-analysis/

[IBIS22]

Merci de vos réponses. Je vais prendre le temps de lire plus posément mais merci de s'en être occupé.
Je n'avais pas eu de notification et je pensais le post mort d'ou ma réponse tardive.

Ce que je vais essayer de faire avec vos raisonnements, serait de voir si le train neuf que je viens de faire est dimensionné convenablement. Sur les plans il est en 1mm d'épaisseur de tube (idéalement il fait fusible, casse, et pas la structure de l'avion en cas d'atterrissage), mais j'en ai plié pleins comme j'expliquais au roulage sur l'herbe pour rejoindre la piste qui elle est goudronnée.

Aucun avion n'a la même hauteur de tube car imposé par divers détails (grandeur hélice, etc…). le mien est haut. (donc influence sur les calculs)

Celui monté sur l'avion, neuf, est en 25CD4S (pas de changement de nuance) mais en 2mm d'apaisseur pour l'extérieur, 1,5mm pour l'intérieur, sauf que le soudeur (même si aéro.) ma tordu le train (contrainte de la soudure de la pâte de fixation du bas de 3mm en bout de tube. Un chaudronnier m'a remis le train droit en chauffant/forcent.. (Chauffe et 25CD4s Bof bof..), au lieu de me le faire à froid à la presse.

Quand je précharge le train en m'appuyant de 70KG sur le longeron du canard (la petite aile située dessus) je vois le tube fléchir vers l'arrière. (je me demande donc si ca restera dans son domaine élastique durant le roulage ou si comme les autres il va se tordre). (A la question pourquoi je met 70Kg sur le longeron du canard c'est que données/méthodes du concepteur pour vérifier que l'amortisseur n'agisse pas avant 70Kg car sinon sous l'effet du couple du moteur au décollage et le décollage est un tout petit peu plus long.

Sinon je pensais calculer un autre train avec un tube plus court comme l'Ibis qui à le plus d'heures de vols parmi le peu d'autres. Pas de pâte soudé en partie basse.

photo :

http://members.chello.nl/j.holsink/o...eady/bsm18.jpg

Mais entre la perte de l'autre qui est neuf, et la fabrication du prochain on s'approche de 1000€ de dépense. Je voudrais donc m'aider par le calcul pour determiner si il est préférable que je n'attende pas que j'en fasse un autre diffèrent avec les toutes les contraintes que cela implique ou pas.

Je vais lire plus en détails vos infos merci.

L'ibis à la roue avant couplée au palonnier.

[le_STI]

Salut,

je ne sais plus si ça a été proposé, mais ne pourrais-tu pas simplement ajouter une jambe de force entre le tube extérieur et le "chassis" de l'ULM? Cela devrait résoudre tes problème de flexion.

Ceci bien sûr à condition que le tube extérieur soit fixe.

[Forthman]

pour souder le 25CD4s, il faut préchauffer les pièces.
Que le chaudronnier ait chauffé pour redresser n'est pas grave (tant qu'il a laissé refroidir lentement)

[Kissagogo27]

Bonjour, et la suspension avant me parait un peu "simpliste" pour supporter les à-coups en hors piste ...

[harmoniciste]

Bonsoir,
La fiche de pesez à vide que vous montrez indique que le poids de votre ULM est 295 kg à vide.
Or la réglementation ULM stipule que la masse en vol d'un ULM biplace doit être inférieure à 450 kg, incluant la masse à vide, le carburant pour 1 heure de vol et 156 kg forfaitaires pour l'équipage. Il semble donc que votre machine ne pourra entrer dans cette catégorie comme bi-place
La réglementation stipule que la masse en vol d'un ULM monoplace doit être inférieure à 300 Kg, ce qui va vous interdire aussi de l'utiliser en monoplace dans cette catégorie.
Il vous reste bien sûr le Certificat de Navigabilité Restreinte d'Aéronef, mais cela exige la présentation d'un dossier de calcul de résistance des principaux éléments.

[IBIS22]

Harmoniciste, je confirme c'est bien un CNRA, avec une masse max de 470 proche du poids d'un ULM j'ai dit ULM pour ne pas rentrer dans les détails. Mais c'est un avion CNRA. Pour les modifications au niveau du train elles sont permises, les calcules sont pour l'homologation de la liasse de plan. Le concepteur de l'avion et un autre avion on un autre train modifié par la suite, d'autres ont modifiés celui du plan (mais il a cassé 2 fois déjà celui dont je parle, pas le mien) puis moi. D'autres éléments par contre ne peuvent pas être modifié. Pour le poids à vide il est avec 20Kg de plomb par ce que je suis trop léger à tenir en compte.

Pour l'amortisseur je confirme, très simple. L'avantage de celui ci est que peu de poids sur la roue avant et que le concepteur ne voulais pas que l'amortisseur se déclenche avant un certain poids. Au décollage rapidement le train est alléger par la portance du canard et donc ne subit plus trop les chocs, c'est vraiment au roulage sur mon nouveau terrain (ou je suis depuis 2 ans) ou ca ne fonctionne plus, je le plie avant de rejoindre la piste qui elle est en dur. Avant tout était en herbe mais aucun soucis ni au roulage ou décollage.

j'ai repris les calculs fait quelques posts avant (merci) j'ai par contre voulu refaire avec la longueur de 610mm et non 300mm (mon schéma n'est pas clair) les 300mm sur le schéma est la partie fixé sur l'avion (les deux pates e fixation haute/basse). Et c'est forcement pire avec 610mm. J'ai voulu reprendre la formule pour voir combien supportait le tube à l'intérieur. (pour considérer les deux tubes qui supporte l'effort (je me trompe ?)) Mais j'ai pas su calculer le "MF" de la formule pour l'autre tube. (peut on trouvé des formulaires sur internet, j'ai du mal à trouvé des documents hormis des calculs de poutres carré)

le-STI, j'aimerais éviter car normalement en dimensionnant les tubes correctement il devrait tenir je suppose puisque ceux qui sont plus bas d'avion s'en passent ? Car c'est une modification relativement importante dans ce cas. (et pas spécialement toléré car il y a modification de la cellule)

Forthman j'espère et je pense. Par contre dans le cas du calcul précèdent il s'avère qu'il serait sous dimensionné pour ma longueur donc c'est surement plus à cause de la longueur du tube.

Ce que je fais en ce moment j'essai de trouver par le calcul la dimension du tube intérieur et extérieur correcte pour cette longueur. (tube exterieur longueur sous la fixation basse jusqu'au centre fixation baancier de la roue, et le tube intérieur je calcule lui dans toute sa longueur puisqu'il est en contact par les cuvettes de roulement au tube extérieur seulement en haut et en bas) Si ces épaisseurs de tubes pas extravagant je refais avec deux tubes dimensionné correctement. Si c'est la dimension est hors norme, je refais un train plus court avec biensur vérification par calcul des tubes à employer. La je bloque sur le MF de la formule pour mes calculs si quelqu'un veut bien m'expliquer.

[Forthman]

perso je mettrai de l'angle à l'articulation de la roue car là elle absorbe les chocs verticaux uniquement.

[djodjo44]

Bonsoir,

Certains alliages d'aluminium traités ont des résistances voisines de l'acier mais avec la densité de l'aluminium, ce qui permettrait de grossir les épaisseurs des tubes, intérieur et extérieur, sans augmentation de poids.

[harmoniciste]

...et le tube intérieur je calcule lui dans toute sa longueur puisqu'il est en contact par les cuvettes de roulement au tube extérieur seulement en haut et en bas)

Le tube intérieur n'est donc pas sollicité en flexion. Pas tant que la flexion du tube extérieur n'excède le jeu entres les deux tubes et vienne s'y appuyer .

... j'essaie de trouver par le calcul la dimension du tube intérieur et extérieur correcte pour cette longueur. (tube exterieur longueur sous la fixation basse jusqu'au centre fixation balancier de la roue

Non. Tant que vous ne tenez aucun compte de la distance d que j'ai dessinée, votre calcul du moment fléchissant sera faux.
Au revoir