[Mécanique] Maintien par aspiration

[ApoMan]

Bonjour,
je suis nouveau sur Futura-Science, j'espère que je ne me trompe pas de catégorie...

J'ai un petit problème de mécanique qui me pose quelques difficultés.

Un objet, de type parallélépipède rectangle, est maintenu par aspiration sur un support plat.
Cette aspiration est crée par un "vide" (une dépression Pv en fait) dans un conduit cylindrique de section Sc.(voir schéma 1)

A l'équilibre, suivant l'axe z vertical, 4 forces s'exercent sur l'objet :
- force de pression atmosphérique (Fpa) sur la face supérieure Sb : Fpa = - Pa * Sb (Pa pression atmosphérique)
- force de pression du "vide" (Fpv) dans le conduit : Fpv = Pv * Sc (Pv pression du "vide")
- poids du boîtier (Pb) : Pb = - Mb * g (Mb masse du boitier)
- réaction du support sur le boîtier (Rsb)

Maintenant je souhaite connaitre la force minimale à exercer pour "arracher" cet objet du support.
Et je ne vois pas trop comment modéliser le problème.
Est-on situé dans la condition limite pour laquelle Rsb = 0?
Dans ce cas, quelles sont les forces appliquées sur la face inférieure de l'objet?


N'hésitez pas à me demander des précisions s'il manque des données.
Je vous remercie d'avance pour votre aide.
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[invite8d75205f]

Bonsoir,

dès que la boîte va se soulever un petit peu, l'air atmosphérique va s'engouffrer en dessous ...

cordialement

[ApoMan]

Bonsoir, et merci pour cette indication.

Est ce que cela signifie que lorque l'objet va se soulever un petit peu, s'exercera :
- sur la face supérieure Sb la force de la pression atmosphérique : Fpa = - Pa * Sb
- sur la face inférieure :
o La force du "vide" dans le conduit sur la section Sc : Fpv = Pv * Sc
o La force de la pression atmosphérique sur la surface (Sb - Sc) : Fpa2 = Pa * (Sb - Sc)

C'est à dire dans le bilan des forces selon la verticale :

Fmini + Fpv + Fpa2 + Fpa + P = 0
soit : Fmini + (Pv - Pa) * Sc - Mb * g = 0

où :
- Fmini représente la force minimale à exercer pour arracher l'objet du support.
- Mb la masse de l'objet

Est-ce exact?

[verdifre]

Bonsoir,
parler de force du vide est trés "problematique", le vide n'exerce aucune force, c'est la pression atmosphérique qui exerce une force.
le schéma tel que tu le represente pose probleme aussi, un probleme de concept
on voi ta piece appliquée sur un plan. selon la qualité des surface en contact l'air va etre totalement chassé ou pas (ta piece va faire ventouse même sans vide). arriver à une telle qualité de surface est rare, on peut donc considerer que le contact entre la piece et le bati est suffisement mauvais pour que de l'air passe entre les deux et que l'etanchéité n'a lieu que sur la peripherie de l'aspiration.
dans ce cas, si on desire decoller la piece verticalement, il faut exercer un effort egal à la section d'aspiration multipliée par la difference de pression entre la pression atmospherique et la pression regnant dans ta buse d'aspiration.
( ce n'est pas le vide qui attire la piece, mais la pression exterieure qui la pousse)
si tu veux connaitre la force nessecaire pour decoler ta piece en la faisant glisser lateralement, il faut connaitre les coef de frottement
fred

[A voir en vidéo sur Futura]

[ApoMan]

Bonsoir,
En effet la "force du vide" est une expression abusive. Je désigne en fait un vide relatif, une très faible pression en réalité.

Quant à la surface du support elle est considérée comme imparfaite.
Ton analyse du problème me convient donc, à cela près que je prendrais en compte le poids de l'objet dans la force nécessaire pour décoller celui-ci.

Ainsi : Fmini = (Pa - Pv) * Sc + Mb * g

J'espère ne pas me tromper?

verdifre et nico2009, je vous remercie tous les deux pour m'avoir aidé sur ce problème !

[verdifre]

Bonjour,
cela me semble bon
fred