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Résistance d'un matériau à une pression hydraulique



  1. #1
    albouffon00

    Question Résistance d'un matériau à une pression hydraulique

    Bonjour,

    Je suis en train de développer un vérin hydraulique dont la tige du piston coulisse dans un alésage avec un jeux de quelques microns.

    J'aimerai savoir si la formule que j'ai trouvé convient à mon application.

    Voici la formule : (pression x Rext) / (2 x épaisseur) = résistance , ce résultat devant être inférieur à la limite élastique du matériau utilisé.

    De plus, comment calculer la section de la tête du piston pour éviter la rupture de la tige en cas de bloquage de celle-ci dans l'alésage?

    Merci.

    -----


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  3. #2
    arkitect

    Re : Résistance d'un matériau à une pression hydraulique

    (pression x Rext) / (2 x épaisseur) = résistance

    !! !! NON !! !!

    (pression x Rext) / (2 x épaisseur) = SOLLICITATION

    en supposant que la contrainte orthoradiale au sein de l'enveloppe soit uniforme.

    Mais effectivement, il faut comparer à la limite d'élasticité.

    Pour le reste, je ne comprends pas bien ta question.

  4. #3
    albouffon00

    Re : Résistance d'un matériau à une pression hydraulique

    Autant pour moi, je me suis mal exprimé.

    Pour les contraintes orthoradiales, j'avoue ne pas savoir ce que c'est, mais j'ai pris des pressions de services supérieures à celles existantes en sécurité (c valable j'espère?), merci pour ta réponse.

    Pour la 2° question, il s'agit de la rupture en traction de ma tige de piston. Si celle-ci venait à se bloquer dans l'alésage, quelle est la section maximale du piston pour ne pas déformer ou casser la tige (qui elle a une section définie)? (Module de Young?)

    Merci.

  5. #4
    arkitect

    Re : Résistance d'un matériau à une pression hydraulique

    Pour "orthoradial" cf la pièce jointe.

    Si c'est une rupture en traction pure (aucune flexion, ni torsion) il faut comparer la contrainte : sigma=F/S avec la limite d'élasticité.

    Cependant, je ne sais pas ce qui pilote le vérin (effort ? déplaement ? autre ?) et donc les conséquences d'un blocage sur la tige.
    Images attachées Images attachées

  6. #5
    sitalgo

    Re : Résistance d'un matériau à une pression hydraulique

    Si j'ai bien compris ta formule correspond au dimensionnement du cylindre, dans ce cas il faut prendre le diam intérieur.

    Si tu as un jeu de quelques microns à respecter, il ne faut pas calculer à la limite élastique mais à la déformation.
    Pour exemple sur un diamètre de 10cm, la déformation à la limite élastique étant en gros de 1/1000, le diamètre va augmenter de 100µ.

    En fait il ne faut pas un surdimensionnement énorme grâce à Young et Poisson mais je ne peux pas en dire plus.

    C'est un vérin double effet ? Je ne vois pas bien ce problème de tige qui casse.
    Mais si t'as l'gosier, Qu'une armure d'acier, Matelasse. Brassens, Le bistrot.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    simbis

    Re : Résistance d'un matériau à une pression hydraulique

    Citation Envoyé par albouffon00 Voir le message
    Bonjour,

    Je suis en train de développer un vérin hydraulique dont la tige du piston coulisse dans un alésage avec un jeux de quelques microns.

    J'aimerai savoir si la formule que j'ai trouvé convient à mon application.

    Voici la formule : (pression x Rext) / (2 x épaisseur) = résistance , ce résultat devant être inférieur à la limite élastique du matériau utilisé.

    De plus, comment calculer la section de la tête du piston pour éviter la rupture de la tige en cas de bloquage de celle-ci dans l'alésage?

    Merci.
    un ajustement a qq microns de la tige de verin est voué au grippage, sauf materiau tres particulier. pour obtenir un glissement il faut viser un type H-g . moins de jeu donne un risque de serrage avec les dilatations différentielles , des difficultés de lubrification et la moindre poussière....c'est la catastrophe.
    pour la resistance de la tige , si elle est "longue" calcul au flambage d'une tige encastrée aux deux extremités, si elle est courte compression simple. Pour la contrainte j'aurais dit Px2 Rint/2x epaisseur....

  9. Publicité
  10. #7
    albouffon00

    Re : Résistance d'un matériau à une pression hydraulique

    Oki pour l'orthoradial, merci.

    Le piston dans le fut hydraulique a un jeu de qqs dixiemes (donc ok pour la déformation, vérin double effet déja réalisé et il fonctionne bien), le jeu au micron se trouve sur la tige qui sort du vérin.

    La seule contrainte qui peut s'appliquer sur la tige est qu'elle peut se gripper dans l'alésage ou elle va et vient, du au jeu très serré.

    Pour la section du piston, j'ai bien comparé la contrainte F/S, et de là j'ai calculé mon diamètre de piston :
    - Rpe = Re / 1.5 (coeff. sécurité)
    - Sigma = F/S (avec Sigma < ou = Rpe)
    - Connaissant ma section de tige (dans l'alésage), je trouve la force à laquelle ma tige va casser
    - A partir de cette force, j'ai pu calculer le diamètre du piston.

    Voila, je crois que c ça. Merci à vous pour votre aide rapide.

  11. #8
    albouffon00

    Re : Résistance d'un matériau à une pression hydraulique

    En fait je n'invente rien, j'ai juste repris un principe dont je ne peux pas trop parler (désolé), mais dont le bon fonctionnement est reconnu.

    L'usinage + traitement de surface + stabilisation ... font que j'arrive à obtenir un jeu très serré pour garantir une étanchéité entre l'alésage et la tige qui y glisse, sans avoir de problème de serrage. La vérif de la résistance de la tige du piston m'évite simplement qu'il ne casse.

    La lubrification se fait par le ou les produits qui passe, et en minimisant un maximum les surfaces de contacts (d'ailleurs Young est limite valable puisque la tige est partiellement entaillée)...

    Je vais comparer les 2 formules de contraintes pour l'épaisseur, pour voir.

    Merci à vous 3.

    PS : c'est la première fois que j'utilise un forum et j'avoue être surpris par la rapidité avec laquelle j'obtiens des réponses. Merci encore à vous.

  12. #9
    simbis

    Re : Résistance d'un matériau à une pression hydraulique

    Citation Envoyé par albouffon00 Voir le message
    En fait je n'invente rien, j'ai juste repris un principe dont je ne peux pas trop parler (désolé), mais dont le bon fonctionnement est reconnu.

    L'usinage + traitement de surface + stabilisation ... font que j'arrive à obtenir un jeu très serré pour garantir une étanchéité entre l'alésage et la tige qui y glisse, sans avoir de problème de serrage. La vérif de la résistance de la tige du piston m'évite simplement qu'il ne casse.

    La lubrification se fait par le ou les produits qui passe, et en minimisant un maximum les surfaces de contacts (d'ailleurs Young est limite valable puisque la tige est partiellement entaillée)...

    Je vais comparer les 2 formules de contraintes pour l'épaisseur, pour voir.

    Merci à vous 3.

    PS : c'est la première fois que j'utilise un forum et j'avoue être surpris par la rapidité avec laquelle j'obtiens des réponses. Merci encore à vous.
    tous les verins que je connais utilisent des joints elastomère qui permettent de s'affranchir de jeu si réduit. je suppose qu'il s'agit d'application tres spécifique en milieu bien controlé (température et propreté...) Vous avez intérêt a soigner la nature des matériaux en contact pour eviter le grippage. Un revêtement carbure de bore sur la tige serait peut être un plus.....

  13. #10
    albouffon00

    Re : Résistance d'un matériau à une pression hydraulique

    Je ne connais pas bien ce procédé (carbure de bore).

    Dans mon cas, la tige et l'alésage sont nitrurés à minimun 950 HV1, avec un Ra < 0.4.

    ATTENTION : la tige en question (celle qui glisse dans l'alésage) n'a plus rien à voir avec le vérin, elle est simplement actionnée par celui-ci.

    Evidemment, ce principe à une durée de vie limitée.

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