rigidité d'un tube en carbone

[tibo34]

Voila une photo du robot avec un premier plan sur le bras.
A votre avis jusqu'a quelle masse pouvons nous monter sans détruire le bras (comment le calculer si cela est possible)
Merci

[mécano41]

A mon avis, seul celui qui l'a conçu pourra te le dire avec précision.

P.S : attention aux photos. Problème possible de confidentialité si matériel non encore diffusé.

[Simplemind]

Bonjour tibo 34

A la vue du robot :
1°) ce n'est pas sur un tube mais sur deux tubes qu'il faut raisonner puisque sur chaque côté il y a deux tubes. En réalité la charge totale pouvant être supportée, à l'arrêt est égale à la somme des Huit tubes ou jonc de carbone (attention jonc ou tube non pas les mêmes propriétés). Cette charge est uniquement de la traction et donc pas de flexion à l'arrêt.
2° Ces tubes travaillent plus en traction et compression qu'en flexion. La flexion n'intervient qu'au démarrage et l'arrêt du positionnement et cela uniquement si la vitesse radiale est élevée (il faut prend l'hypothèse sur la vitesse de déplacement). De plus comme ils travaillent en opposition (deux qui poussent et deux qui tirent) cela complique le calcul car cela limite les flexions. Surtout si le robot est bien conçu.
3° je pense que tu auras des problèmes si la charge est trop lourde avec les moteurs qui ne seront pas assez puissants) bien avant que les tubes carbonne cassent. C'est pourquoi je t'ai demandé comment étaient fixés les tubes carbone sur les parties métalliques. Les tubes à mon avis se décolleront sûrement avant que les tubes eux-mêmes cassent.
4° Comme ce robot travaille sur plusieurs axes y compris vertical il faut que tu prennes l'hypothèse d'un déplacement dans un seul plan (horizontal de préférence)

Comme suggéré tu prends le diamêtre d'un des tubes (ou jons important à savoir) et tu te renseigne auprès de la SNPE qui commercialise ce type de matériaux. http://www.structil.biz/ Ca te fera une bonne base de départ pour tes calculs.

En résumé si tu connaitre le point de rupture il faut que tu procède comme suggéré sur un post que tu place ton tube sur deux V à chaque bout et que tu appliques un poussée au milieu du tube. Prévoir de gros poids car ce n'est pas près de péter AMHA.

En tous les cas il n'est pas tartignole ton problème à résoudre.

J'ai déjà vu une vidéo de ce type de robot au salon de l'innovation et il y avait des déplacements radiaux impressionnants de vitesse du fait de la longueur des bras. Donne nous la marque et le modèle du robot STP.

Bon courage Tibo nous sommes là

[mécano41]

Bonjour tibo 34

...il faut que tu procède comme suggéré sur un post que tu place ton tube sur deux V à chaque bout et que tu appliques un poussée au milieu du tube. Prévoir de gros poids car ce n'est pas près de péter ...

En procédant ainsi avec une tube de 60 ép.4 pour une longueur de 300mm, il ne va rien mesurer. La raideur d'un tube sur 2 appuis est égale à 16 fois celle d'un tube en porte-à-faux. En mesurant au centre, là où est la charge, il risque de mesurer la déformation locale de la section du tube avant de mesurer la flèche.

[ABN84]

pas si les appuis sont l'une rotule et l'autre lineaire

[mécano41]

pas si les appuis sont l'une rotule et l'autre lineaire

??? je ne comprends pas.

En porte-à-faux : PL3/3EI

Sur deux appuis libres (je n'ai pas parlé d'encastement) : PL3/48EI

Il y a bien un rapport de 16.

[ABN84]

Il y a bien un rapport de 16

ma remarque ne concernait pas le rapport, mais le fait que la deformation mesurée serait locale.
par ailleur, une barre cylindrique en porte a faux, ne peux etre fixée qu'avec une sorte de mandrain. lors de l'essais, il y a risque que plus la charge est importante, plus la frixion l'est aussi. il faudra donc soustraire ces forces de frottement de la contraite mesurée. et comme vous le savez le frottement est une antité dificilement quantifiable.

[robur71]

60 N au bout de ton tube , induisent au niveau de la section d’encastrement une contrainte maximale de moins de 20 MPa , on est bien loin des 1130 MPa qui provoquent la rupture en traction d’un composite unidirectionnel Epoxyde /fibres de carbone ( taux de fibres 60 % ).

Avec E = 125 GPa , la flèche n’est effectivement pas facilement mesurable….

Ton système d’essai existe, il suffit de bloquer un axe pour que le bras soit horizontal, et d’accrocher une masse aux deux petites biellettes…

[ABN84]

on est bien loin des 1130 MPa qui provoquent la rupture

je suis d'accord. et d'ailleur je n'ai jammais parlé de rupture mais de friction qui engendre une erreur de mesure

[mécano41]

Pour EINSTEIN :

A partir du post #6, TIBO34 parle de chercher la rigidité du bras et non plus du tube. J'en déduis donc qu'il veut tester un bras complet (et que c'est pour cette raison, entre autres, qu'il souhaite ne pas le casser). Cela veut dire que le tube est déjà encastré dans ses embouts, dans les conditions de service.

Le test se ferait donc en serrant l'embout dans un système adéquat. Le problème de friction à l'encastrement ne se pose pas. On est dans les conditions réelles qui devraient permettre une comparaison. Simplement, il faut vérifier que l'embout ne glisse pas ni ne se tasse pas (ce que j'ai précisé plus haut) car tout déplacement à cet endroit permet un basculement de l'ensemble qui fausse alors la mesure de la flèche. Une solution serait de rendre le support de comparateur solidaire de l'embout fixe ; on ne mesurerait ainsi que ce que l'on cherche.

Lorsque je parlais de mesure de déformation, je voulais parler de la déformation locale de la section (son "ovalisation" - c'est une supposition, c'est peut-être négligeable) due à l'application locale d'une force 16 fois plus élevée qu'en porte-à-faux, pour une même flèche théorique. Si c'est bien l'ensemble du bras qui est testé en porte-à-faux, la charge peut être accrochée à l'embout et le problème ne se pose pas. C'est pour ces raisons que je trouve cette solution mieux adaptée

Pour TIBO 34 :

En disant que tu considères l'ensemble du bras comme un tube, tu risques d'avoir une erreur importante. Il faut considérer la longueur libre du tube (+ peut-être qq.% à cause de l'incertitude de l'encastrement). En revanche, si tu veux tester une pièce en bois, il faut le faire dans les mêmes conditions pour que cela soit comparable.

Si tu ne changes que le tube il faut, pour le tester correctement, qu'il comporte les embouts de manière à tester également l'encastrement et ses faiblesses (on peut craindre un tassement par matage du bois). Tu compares ainsi les raideurs des bras dans les mêmes conditions : celles de travail.

Cordialement. Bon courage

[Simplemind]

on est bien loin des 1130 MPa qui provoquent la rupture en traction d’un composite unidirectionnel Epoxyde /fibres de carbone ( taux de fibres 60 % ).

[HS]
Bonjour Robur71

Ou peut-on obtenir un abaque sur les ruptures d'un composite fibres de carbone. Tu cites 1130 Mpa.
Peux-tu en dire plus STP !

On peut créer un autre fil pour ne pas déranger Tibo34

[end HS]

[Simplemind]

OK mécano41

Je pense quand même que la section du carbone du robot est bien inférieur à 60x4 ce qui ne retire rien à la pertinence de ta remarque.

Que penses-tu des autres points du post

A+

[mécano41]

OK mécano41

Je pense quand même que la section du carbone du robot est bien inférieur à 60x4 ce qui ne retire rien à la pertinence de ta remarque.

Que penses-tu des autres points du post

A+

Bonjour,

Pour les dimensions, j'ai repris celles des bras supérieurs, données par TIBO34, bien que l'épaisseur me semble forte pour ce diamètre et cette longueur.

Pour les autres points, je persiste à dire qu'il faut demander les caractéristiques de base au fabricant du tube ou au concepteur du bras (qui les a peut-être), ce dernier pouvant également indiquer ce qui a été pris comme bases de calcul ; je suppose qu'il a été tenu compte des effets d'un choc lors d'une éventuelle collision (soit par calcul - ouhlàlà! - soit par essai destructif ou non) d'où, peut-être l'explication de ce diamètre et cette épaisseur (encore que...si ce sont les tiges du bas qui tapent...).

Pour ce qui est des calculs de résistance, je ne pense pas que l'on trouve des abaques et encore moins que l'on puisse faire une analogie avec un quelconque autre matériau. D'après ce que m'avait dit un fabricant (j'ai oublié lequel... c'est vieux !), le calcul est propre à une structure de tube donnée et même pour des tubes intégrant les mêmes composants, mais de dimensions différentes, on est obligé de refaire le calcul. Maintenant, cela a peut-être évolué...

Cordialement

[tibo34]

Bonjour.
Demain après midi nous allons voir fonctionner le robot.

Je remarque que tout le monde se pose bcp de question (plus que moi) et je vous en remercie.

Pour l'épaisseur de ce tube on en sera beaucoup plus demain.
Car pour le calcul nous avons choisi un tube chez structil un peu au hasard (le tube en carbone est fabriqué la bas). le professionel nous avait dis qu'a vu de nez il mesurait 60 a 80 mm de diamètre.
J'espère demain pouvoir relever toutes les cotes de ce bras afin de le modéliser en CAO et d'en extraire des données.
Il est vrai que les données (de puis le début de cette discution) de ce problème sont incomplètes mais nous voulions connaitre des avis différents sur ce sujet avant d'aller voir le robot afin de poser des questions pertinentes au professionel.

Nous en serons plus aussi sur la nature des liaisons encastrement entre les embouts et le tube.
Merci de vos conseils.

[ABN84]

bonjour,

Le test se ferait donc en serrant l'embout dans un système adéquat. Le problème de friction à l'encastrement ne se pose pas

je te suivrais, si tu me donne un exemple d'un systeme de fixation (reversible) qui n'est pas soumis à la friction (+glissement) lorsque la piece serrée est soumise a une sollicitation mecanique.

A part ca, je suis d'accord avec toi.