Calcul du cisaillement dans des rivets
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Calcul du cisaillement dans des rivets



  1. #1
    invitedd72ef4a

    Calcul du cisaillement dans des rivets


    ------

    Bonjour à tous !

    J'ai besoin d'aide sur l'exercice ci-joint. Concrètement, il s'agit d'un plat (en orange) riveté sur un profilé (en bleu que l'on va considérer comme encastré) par 5 rivets de diamètre 12 mm et qui supporte la charge verticale F de 20000 N.
    L'objectif est de déterminer les contraintes de cisaillement dans chaque rivet résultant à la fois de la torsion et du cisaillement.

    Il s'agit en fait d'un exercice d'un livre que j'ai chez moi. Je connais la réponse à la question lol MAIS or ce qui m'intéresse c'est de savoir la démarche à effectuer pour que je puisse ensuite l'appliquer à un cas réelle que j'ai en ce moment dans mon entreprise.

    Si je pose le problème du livre et non pas mon vrai problème c'est pour que je sois sur de la démarche car si on arrive à tomber sur la réponse du livre c'est que la démarche est juste.

    Les réponses sont:
    To (A) = 0 MPa
    To (B) = 17,7 MPa
    To (C) = 35,4 MPa
    To (D) = 53 MPa
    To (E) = 70,7 MPa

    Il précise bien que les rivets sont soumis à de la torsion et à du cisaillement.

    Je vais quand même vous donner ma réflexion car je n'aime pas quand les gens posent un problème sans y avoir réfléchi !!!

    Je pense que l'effort tranchant T est réparti sur les 5 rivets donc:
    T=F/5=4000 N.

    Ensuite je pense que la contrainte de cisaillement total sera donné par l'addition d'une contrainte de torsion sauf au point D vue que le point D est colinéaire à la droite d'action de l'effort ET à une contrainte de cisaillement pure.

    En terme de relation cela nous donne:

    To max = (Mt/Io/v)+T/S
    Avec Mt le moment de torsion issue du bras de levier entre l'effort et la distance avec le rivet dont on calcul la contrainte.

    Mes calculs ne donnent pas du tout les résultats attendu et ça fait bien deux jours que je suis dessus, c'est pourquoi je me tourne vers vous pour avoir votre avis sur l'exercice...

    Pour toutes questions, n'hésitez pas !!

    LiO

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  2. #2
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Calcul du cisaillement dans des rivets

    Bonjour, LIO6787,
    Auriez-vous une vue de "profil" avec les dimensions (épaisseur) des deux pièces et la position des trous par rapport aux pièces ?
    Il y a aussi des dimensions à respecter pour éviter le déchirement des pièces et étant donné que vous voulez appliquer cette méthode à un cas réel que vous avez en ce moment dans votre entreprise.
    Cordialement.
    Jaunin__

  3. #3
    invitedd72ef4a

    Re : Calcul du cisaillement dans des rivets

    Bonsoir,

    A priori l'épaisseur n'intervient pas dans le calcul du cisaillement, je pense que cette donnée rentre en compte effectivement si on veux calculer la pression de matage qui s'effectue à l'interface entre le rivet et la pièce.

    Je n'ai pas encore dessiné de vue de coté mais si vous voulez savoir combien il y a d'épaisseur pris dans le rivet la réponse est 2 (une pour la tôle orange et une pour le profilé bleu). Ce qui veux dire que sur le rivet il n'y a qu'une section cisaillée.

    Cordialement

  4. #4
    invitedd72ef4a

    Re : Calcul du cisaillement dans des rivets

    Je remets un petit up pour ce sujet qui est pourtant fort sympatique à résoudre pour des mécanicien !!!

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    invitedd72ef4a

    Re : Calcul du cisaillement dans des rivets

    Bonjour à tous,

    Décidément je n'ai pas trop de succès avec mon problème...

    Bref c'est pas grave, j'ai trouvé la solution !!

    Au lieu d'écrire tout un roman sur la page, j'ai scanné mes 3 feuilles de réponses. Toute la subtilité du problème se tenait en fait dans le centre de gravité des rivets !! Eh oui moi je pensais qu'au point D il n'y avait que du cisaillement et pas de torsion du à la force, or c'est tout à fait faux !! C’est le point C qui est dans cette configuration...

    Je vous laisse lire la réponse et n'hésitaient pas à me donner votre avis sur la question ou sur une éventuelle autre méthode

    Comme quoi avec de la persévérance, on arrive toujours à trouver quelque chose

    En espèrent que cela puisse aider des personnes qui ont une problématique similaire...

    Cordialement

    Lionel
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  7. #6
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Calcul du cisaillement dans des rivets

    Bonjour, Li06787,
    Merci pour votre retour d'information.
    Je sais qu'il se fait tard, mais je n'ai pas tout compris.
    Par exemple le Sigma de torsion=Mt/Io/v Io=pi*d^4/32 I0/v= (pi*d^4/32)/d/2=pi*d^3/16, que je ne retrouve pas dans vos formules.
    Pourquoi C est le centre de gravité ?.
    Je reprends dans la journée, c'est peut-être mes yeux.
    Cordialement.
    Jaunin__

  8. #7
    invitedd72ef4a

    Re : Calcul du cisaillement dans des rivets

    Bonjour,

    Pour plus de précision sur ma solution, j'ai extrait certaine formule d'un classeur de formation sur les assemblages rivetés. En parcourant ce document je suis tombé sur cette histoire de centre de gravité et sur la formule faisant intervenir les différentes positions des rivets par rapport au centre de gravité.

    Pour le centre de gravité, pour moi ça me parait assez clair, on vue que nous avons différents points de fixation, on cherche "le point médian" de ces fixation, je précise bien qu'il ne s'agit pas du centre de gravité de la pièce !! mais simplement le centre de gravité des rivets. Ce qui veux dire que c'est en ce centre que la rotation s'effectue et que l'on peut calculer le moment de torsion sur les autres rivets.

    Dans ce sujet le centre de gravité tombe sur le point C tout simplement parce qu'il est au centre des rivet et que tous les rivets sont équidistants de ce rivets et ils ont le même diamètre.

    Cela aurait pu tomber dur un autre endroit bien sur...

    Ensuite le moment de torsion sera toujours identique, il s'agit du produit de l'effort F par la distance FG (perpendiculaire...), or on a vue que G=C donc il s'agit de la distance FC soit 50 mm.

    Pour le moment je n'ai pas encore totalement réussi à comprendre l'ensemble de la formule (notamment le fait d'utiliser toutes les distances r²...).

    Il est vrai que pour le moment j'ai simplement testé la formule ^^ et elle fonctionne sur mon cas d'application.

    A oui il faut que je précise un élément très important qui permettra éventuellement de comprendre la formule.

    Dans le document lorsqu'il font référence au "r" c'est la distance entre un rivet et le centre de gravité des rivets, mais la distance la plus courte, dans mon cas d'application c'est une simple longueur sur l'axe x. Pour mieux visualiser cette explication, regardez la pièce jointe.

    D'après moi, le moment de torsion, c'est l'effort * la distance FC, le "v" de la formule de torsion (Mt/Io/v) correspond à la distance entre le centre de gravité des rivets et le rivet dont on calcul le cisaillement. Ensuite le Io pose quelque souci... Enfin déjà du point de vue des unités, cela correspond.

    Je regarderai à nouveau dans le document parce qu'il y a une explication sur ce Io et je vous la transmettrai, mais je ne l'ai pas retenue .

    Bonne journée

    Lionel
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  9. #8
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Calcul du cisaillement dans des rivets

    Bonjour, Li06787,
    Votre dernier dessin me met la puce à l'oreille, j'ai déjà vu ça quelques parts, mais il faut que je cherche.
    Auriez-vous le titre de votre ouvrage ?
    Cordialement.
    Jaunin__

  10. #9
    chaverondier

    Re : Calcul du cisaillement dans des rivets

    Citation Envoyé par LiO6787 Voir le message
    Bonjour,
    le moment de torsion est le produit de l'effort F par la distance FG (perpendiculaire...) où G=C donc il s'agit de la distance FC [du point d'application de l'effort F au centre de gravité C des rivets] soit 50 mm.

    Pour le moment je n'ai pas encore totalement réussi à comprendre l'ensemble de la formule (notamment le fait d'utiliser toutes les distances r²...).
    Cette formule est basée (implicitement) sur un modèle de la liaison rivée dans lequel les réactions Tk des rivets sont supposées être celles de ressorts ayant tous une même raideur. Il en résulte que les réactions Tk des rivets k à un moment de torsion Mtorsion sont proportionnelles à celles d'un champ de vitesses solidifiant tournant, quand l'effort de cisaillement résultant est nul, autour du centre de gravité des rivets (le centre de cisaillement C de la liaison). Les efforts de cisaillement Tk des rivets induits par le moment de torsion Mtorsion sont alors proportionnels aux distances CTk des rivets k au centre de cisaillement C.

    On a donc Tk/CTk = constante et Mtorsion = somme des Tk CTk, soit Mtorsion = somme des (Tk/CTk) CTk^2 = (Tk/CTk) somme des CTk^2 et donc

    Tk = CTk Mtorsion/(somme des CTk^2)
    Dernière modification par chaverondier ; 22/08/2010 à 16h56.

  11. #10
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Calcul du cisaillement dans des rivets

    Bonjour, Li06787,
    Voici un lien qui pourra vous aider.
    Auriez-vous le titre de votre ouvrage ?.
    Entre temps, j'ai fait plusieurs simulations de votre dessin du #1, je suis dans le même ordre de réponse, mais pas les mêmes valeurs.
    Cordialement.
    Jaunin__

    http://books.google.ch/books?id=BBle...&q=340&f=false

  12. #11
    invitedd72ef4a

    Re : Calcul du cisaillement dans des rivets

    Bonjour,

    Ci-dessous les scans des pages qui comportent la note de calcul. En fait le classeur qui contient ces pages provient d'une formation que le CETIM avait organisé pour des collègues.

    Vous verrez que l'on retrouve assez facilement l'explication de "Chaverondier".

    Jaunin pourriez-vous détailler les simulations que vous avez effectués???

    Prochainement je vous ferez parvenir un fichier Excel que j'ai crée pour effectuer des calculs de cisaillement dans les rivets.

    Cordialement,

    Lionel
    Dernière modification par benjy_star ; 27/08/2010 à 17h17.

  13. #12
    invite19431173

    Re : Calcul du cisaillement dans des rivets

    Salut !

    Désolé, j'ai dû supprimer les pièces jointes, elles n'étaient pas libres de droit.

    Pour la modération.

  14. #13
    invitedd72ef4a

    Re : Calcul du cisaillement dans des rivets

    Bonsoir,

    Effectivement je n'ai pas le droit de montré ces documents, désolé je n'y ai plus pensé...

  15. #14
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Calcul du cisaillement dans des rivets

    Bonjour,
    J'ai fait quelque simulation pour me faire une idée.
    J'obtiens à peu près les mêmes résultats que vous mais avec un facteur de dix fois sur
    les contraintes.
    Je vais encore voir s'il y existe une autre solution.
    Je vous joins quelque lien pour information.
    Cordialement.
    Jaunin__

    http://hal.archives-ouvertes.fr/docs..._blangrand.pdf

    http://www.cisc-icca.ca/files/public...r/boulonhr.pdf

    http://www.google.ch/url?sa=t&source...A%2F%2Fportail
    .ofppt.org.ma%2Fprog%2Fdocumen t%2Ffichier%2FM15%2520Dimensio nnement%2520assemblag%2520bo
    uloun%25C3%25A9s%2520rivet%25C 3%25A9s%2520soud%25C3%25A9s-CM-TSBECM.pdf&ei=r1N8TPX6Cofb4
    Ab82tiHBg&usg=AFQjCNHpYsc22cgi gda-Jf65
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  16. #15
    invitedd72ef4a

    Re : Calcul du cisaillement dans des rivets

    Bonsoir,

    Merci pour vos documents, je vais voir ça de plus près.

    Concernant votre facteur 10, pour le moment je n'ai pas d'idée d'ou cela peut venir, je vais chercher...

    Cordialement,

    Lionel

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