Contrainte en KN d'une masse en mouvement
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Contrainte en KN d'une masse en mouvement



  1. #1
    LY56100

    Contrainte en KN d'une masse en mouvement


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    Bonjour à toutes et à tous,


    Je conçois actuellement un prototype dans le domaine des énergies renouvelables. J'ai déjà posé des questions sur ce site concernant un autre prototype (une miniature de celui que je conçois actuellement) que j'ai abandonné faute de rentabilité (merci quand même à ceux qui m'ont aidé, surtout Jaunin), mais celui-ci sera la base de la création de ma société en R&D (j’ai encore un autre projet dans les cartons, mais je ne peux pas tout faire en même temps !). En entendant, je fais tout moi-même, et je n'ai pas la formation pour cela. Je ne suis pas un ingénieur, juste un inventeur (2 brevets INPI, la question suivante concerne le 3ème brevet).

    Un (très sympathique) technicien d'un bureau d'étude (à Coignères, CETIC pour être honnête) m'a demandé de prendre en compte la force centrifuge qui sera exercée sur le vérin à vis sans fin que je vais leur commander. Il peut théoriquement supporter 100 KN de charge statique axiale. Le montage, comme tous les prototypes de ma conception, est un peu particulier. Le vérin et son moteur seront fixés sur un disque ( « disque rota » , environ 10 tonnes) en mouvement, à raison de 48 tours par minute (ce « disque rota » fait 4000mm de diamètre par 100mm de hauteur). Il sera relié à un à autre disque (« disque modulable », situé sur un plan inférieur, mais ayant le même centre de rotation) ayant une masse d’environ 2555Kg, mais lorsque le système sera activé, ce disque subira une contrainte de charge supplémentaire d’environ 32 KN.

    C’est la charge liée à la masse de ce « disque modulable » qui m’importe d’être calculée en fonction de la force centrifuge. Le but étant de rendre une rotation solidaire des deux disques (rôle de la résistance à la charge statique du vérin), tout en permettant une éventuelle translation entre les deux disques, comprenez une désynchronisation d’environ 17,25° (évitez de me poser de questions à ce sujet, c’est sujet à brevet, mais je ne vous oublierai pas si vous postulez pour entrer dans ma future entreprise ; ).

    Le diamètre externe du « disque modulable » (qui tient plus d’un anneau en fait) est de 1684mm, et le diamètre interne est de 640mm (avec une hauteur de 100mm, ce qui donne une masse d’environ 1524Kg, avec une densité de 8T/m3). Bien évidemment, tout serait trop simple s’il n’y avait pas en plus, un autre anneau dessus avec le même diamètre extérieur, mais ayant un diamètre intérieur de 1484mm, avec une hauteur de 260mm (soit une d’environ 1031KG, toujours avec une densité de 8T/m3, soit une masse totale du « disque modulable » de 2555Kg).

    Le point central de charge statique est situé à un rayon de 617,1mm.

    J’ai considéré comme étant plus prudent de prendre la totalité de la masse du « disque modulable » (2555Kg en plus de la charge de 32 KN) pour calculer la contrainte totale. Bien sûr, c’est exagéré, car le disque modulable bénéficie d’une translation avec frottement réduit grâce à des butée sur billes sur mesure, mais est-ce seulement suffisant pour compenser la force centrifuge ?

    C’est peut-être un peu compliqué, mais si certains daignent se pencher sur mon « problème » (je pense que ça ne devrait pas poser de problème, mais il faut toujours tout vérifier !), alors je vous enverrai quelques schémas vous permettant de mieux visualiser les pièces.

    D’avance, je vous remercie.

    Cordialement,

    LY

    -----

  2. #2
    invite07941352

    Re : contrainte en KN d'une masse en mouvement

    Bonjour,
    C'est incompréhensible sans schéma (s) . Donc, à vous de voir pour la suite ...

  3. #3
    LY56100

    Re : contrainte en KN d'une masse en mouvement

    coupe futurascience.jpg


    emplacement moteur échelle 1 -10.jpg

    Bonjour,

    Je sais, c'est toujours plus facile un avec un croquis.

    En voici deux en pièce jointe. Je ne suis pas certain de la qualité des fichiers, mais l'ODG ne passe pas, le png non plus. Dommage.

    Je rappelle qu'il sagit de calculer la charge en KN de la force exercée par la masse du disque modulable (2555Kg) à raison de 48 t/min sur le point de charge statique du vérin.

    D'avance, je vous en remercie.

    Cordialement,

    LY

  4. #4
    LY56100

    Re : contrainte en KN d'une masse en mouvement

    Désolé pour la piètre qualité des images, je vais tenter d'y remédier.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    LY56100

    Re : contrainte en KN d'une masse en mouvement


  7. #6
    LY56100

    Re : contrainte en KN d'une masse en mouvement

    Nom : coupe futurascience echelle  1-10.jpg
Affichages : 177
Taille : 71,2 Ko

    nouvelle tentative...

  8. #7
    LY56100

    Re : contrainte en KN d'une masse en mouvement

    Ca à l'air mieux comme ça !


    Nom : emplacement moteur échelle  1 -16.jpg
Affichages : 197
Taille : 53,0 Ko

  9. #8
    LY56100

    Re : contrainte en KN d'une masse en mouvement

    Une petite erreur de cotation semble indiquer le point de charge statique à 590,5mm de rayon. Il n'en est rien, il est bien à 617,1mm de rayon. Désolé, petit souci de report d'angle du vérin sur le plan coupe...

  10. #9
    invite07941352

    Re : contrainte en KN d'une masse en mouvement

    Bonjour,
    Questions préliminaires :
    1 - Sur la coupe verticale, je vois le corps du vérin "en l'air" : vous confirmez bien que le vérin est fixé , comme le moteur au disque supérieur rota ?
    2 - Je supprime moteur et vérin: comment toute la partie disque modulable en grisé est elle solidaire -tout en pouvant tourner des 17°- du disque rota ?
    3 - A priori, où voyez vous des forces centrifuges ?

  11. #10
    LY56100

    Re : Contrainte en KN d'une masse en mouvement

    1 - Sur la coupe verticale, je vois le corps du vérin "en l'air" : vous confirmez bien que le vérin est fixé , comme le moteur au disque supérieur rota ?
    2 - Je supprime moteur et vérin: comment toute la partie disque modulable en grisé est elle solidaire -tout en pouvant tourner des 17°- du disque rota ?
    3 - A priori, où voyez vous des forces centrifuges ?


    Bonjour Catmandou,

    1) Oui, le vérin est bel et bien (correctement) fixé sur le même support que le moteur, support fixé sur le disque rota (disque supérieur). Je n'ai pas modélisé les fixations afin de simplifier les croquis.

    2) Le disque modulable (disque inférieur en grisé) est maintenu verticalement par un système de vis sur buté à billes pouvant coulisser grâce aux lumières du disque rota (lien vertical). C'est le vérin qui assure la rotation solidaire des deux disques (lien horizontal). Bien sûr, si vous "supprimez" le vérin, ça n'est plus possible ! Le vérin ne sera actionné que très rarement. Lorsque l’ensemble sera en fonction, le vérin sera à l’arrêt, à l’emplacement de charge statique. Il ne servira que pour mettre en fonction ou arrêter l’ensemble.

    3) Les deux disques sont en rotation, à environ 48t/min. Le disque modulable subira une contrainte extérieure de 32KN. Pou calculer la contrainte statique que devra supporter le vérin, il faut y ajouter la masse d’environ 2555Kg du disque modulable. Le fait qu'il soit en rotation a peut-être une incidence qui augmenterait la contrainte liée à sa propre masse. Ne connaissant pas la méthode de calcul, je me suis contenté de transformer sa masse en force : 2555 Kg => 25KN, auxquels s’ajouteront les 32 KN de charge liés au fonctionnement de l’ensemble. C’est un technicien d’un bureau d’étude qui m’a demandé si j’avais bien pris en compte la force centrifuge. Personnellement, je pense qu’en considérant la totalité de la masse du disque modulable, je me crée une bonne marge de sécurité, mais je préfère être sûr. Ce genre de calcul, ce n’est pas mon domaine…

    Qu’en pensez-vous ?

  12. #11
    invite07941352

    Re : Contrainte en KN d'une masse en mouvement

    Je reprends le point 2 :
    Si le vérin est supprimé par la pensée , le disque modulable est suspendu mais partiellement libre en rotation et il peut tourner des 17° dans les lumières , vous confirmez ?
    Quel est le disque moteur ? Je suppose que c'est le disque rota ?
    "Le vérin ne sert qu'à mettre en fonction ou arrêter l'ensemble" ? Je ne comprends pas : il doit bien y avoir un moteur quelque part ?
    " Une contrainte extérieure de 32 KN " Pour moi, c'est une force, où est elle appliquée sur le disque modulable ?

  13. #12
    LY56100

    Re : Contrainte en KN d'une masse en mouvement

    Je reprends le point 2 :
    Si le vérin est supprimé par la pensée , le disque modulable est suspendu mais partiellement libre en rotation et il peut tourner des 17° dans les lumières , vous confirmez ?
    Quel est le disque moteur ? Je suppose que c'est le disque rota ?
    "Le vérin ne sert qu'à mettre en fonction ou arrêter l'ensemble" ? Je ne comprends pas : il doit bien y avoir un moteur quelque part ?
    " Une contrainte extérieure de 32 KN " Pour moi, c'est une force, où est elle appliquée sur le disque modulable ?


    Bonjour,


    « Si le vérin est supprimé par la pensée , le disque modulable est suspendu mais partiellement libre en rotation et il peut tourner des 17° dans les lumières , vous confirmez ? »

    Je confirme que sans le vérin, il le disque modulable pourrait en effet bénéficier (techniquement) d’une relative liberté de rotation. Ceci dit, sans ce vérin le bloquant dans une position extrêmement précise, l’ensemble ne fonctionnerait pas. Pourriez-vous m’indiquer ce que cette précision apporte à votre raisonnement ? (Simple curiosité, je suis très friand des raisonnements alternatifs, ou du moins, comprendre la logique qui vous conduit à cette question.)


    « Quel est le disque moteur ? Je suppose que c'est le disque rota ? »

    La source motrice provient bel et bien le disque rota, mais elle est liée au disque modulable.


    « Le vérin ne sert qu'à mettre en fonction ou arrêter l'ensemble" ? Je ne comprends pas : il doit bien y avoir un moteur quelque part ? »

    C’est l’ensemble du système qui constitue un nouveau type de moteur. Ce que vous voyez est l’intérieur d’un nouveau type de moteur. Désolé, je ne peux vous en dire trop à ce sujet, c’est pourquoi je n’ai communiqué que des croquis tronqués (l’essentiel est ailleurs, mais son absence ne compromet en rien les calculs qui me manquent, et ne cherchez pas à le combler, ça m’a pris des années à le concevoir !). Je n’ai pas encore créé ma société en R&D, ni recruté d’équipes d’ingénieurs (différents domaines), ni déposé de brevet quant à ce prototype. Ceci dit, j’ai déjà deux brevets dans le domaine des nouvelles énergies, mais aucun prototype. J’y remédierai ces prochaines années…


    « « Une contrainte extérieure de 32 KN » Pour moi, c'est une force, où est elle appliquée sur le disque modulable ? »

    Vous avez raison. Cette contrainte est en effet une force, mais elle me fait perdre de l’énergie, c’est pourquoi je l’ai qualifiée de contrainte. Mais objectivement, c’est bien une force, qui est appliquée sur le périmètre extérieur du disque modulable.


    Si vous avez d’autres questions, n’hésitez pas à me les poser, mais vous comprendrez, sans vouloir vous manquer de respect, que je ne pourrai pas vous révéler certains détails.

    Pensez-vous donc que la masse (2555Kg) du disque modulable en rotation de 48 t/mn génère une force supérieure à 25KN ? Force qui s’ajoutera aux 32KN…

    Cordialement,

    LY.

  14. #13
    invite07941352

    Re : Contrainte en KN d'une masse en mouvement

    N'ayez crainte, même si, à l'extrême, ceci voulait ressembler à un mouvement perpétuel , ça ne me regarde pas ! Les questions que je vous pose , c'est pour aider à ma compréhension purement mécanique (je parle de la petite mécanique, pas de la grande avec un grand "M") . Dès que je pense avoir mieux compris , si j'y arrive, je réponds à vos questions au mieux .
    " Une force appliquée sur le périmètre " : dans quelle direction ? Dirigée selon un rayon vers le centre ? Pour l'instant, je ne connais que son intensité de 32 kN . Ou alors perpendiculaire au rayon, donc elle va former un couple résistant ?

  15. #14
    LY56100

    Re : Contrainte en KN d'une masse en mouvement

    Bonjour Catmandou,


    « même si, à l'extrême, ceci voulait ressembler à un mouvement perpétuel »

    Il ne s’agit pas de cela. Le « mouvement perpétuel » est une chimère, sa quête, un exercice pour l’esprit. Tout dépend de l’échelle de temps dans laquelle il s’inscrit. Même l’énergie solaire est limitée dans le temps, car notre étoile n’est pas éternelle. (« Il n’y a qu’une chose qui dure, c’est le changement. »)



    « Ou alors perpendiculaire au rayon, donc elle va former un couple résistant ? »


    La force de 32 KN au périmètre sera exercée de manière perpendiculaire au rayon. Ce sera donc bel et bien une résistance, mais très inférieure à la force du disque rota déployée au même rayon.

    Cordialement,

    LY

  16. #15
    sitalgo

    Re : Contrainte en KN d'une masse en mouvement

    B'jour,

    Malgré le manque de clarté et pour ce que j'en comprends, le seul endroit où peut intervenir une force centrifuge est le "mât" sur le vérin.
    En supposant des dimensions au pif de 60 diam et 370ht, cela donne 130N de centrifuge à appliquer au cdg du mât. Comme ce mât est tenu dans la glissière longitudinale en partie haute, il en reste environ 65 pour agir sur la vis. Pas bien lourd donc.
    Par contre, lors du décalage des disques avec en plus la force de 32KN (et non une contrainte qui désigne autre chose) ce mât n'est maintenu vertical que par la vis qui se voit subir un couple important (que je n'ai pas calculé). Tant qu'à faire, il vaut mieux que la vis soit perpendiculaire au rayon médian des 17,5°, ça fera des efforts en moins. Sinon je pense que ce système est mauvais à la longue.
    Plutôt un ensemble mouteur-vis monté sur un axe pivotant, l'écrou recevant la vis aussi sur un axe pivotant. Aucun effort radial pour la vis et les paliers du réducteur.
    Mais si t'as l'gosier, Qu'une armure d'acier, Matelasse. Brassens, Le bistrot.

  17. #16
    invite07941352

    Re : Contrainte en KN d'une masse en mouvement

    Le disque modulable est suspendu au disque rota. A l'arrêt ou en rotation à vitesse établie, sa masse n'a pas d'action sur le vérin.
    La force de 32 kN en périphérie du disque modulable créé un couple de 32 * 0.842 = 27 kNm ;
    Ce couple est appliqué sur le vérin , il est maximum quand le vérin est rentré , je lis 590.5 mm sur le plan .
    Force maximum appliquée sur le vérin : 27 / 0.5905 = 45.6 kN ; Cette force n'est pas appliquée au démarrage .
    Au démarrage, le problème est légèrement différent . Si le disque rota est moteur, il va falloir vaincre l'inertie du disque modulable . De toute façon, le disque modulable va se mettre en butée . Sur quoi ?
    Sur ses supports ? Sur le vérin ? Faut il essayer de calculer cette force ?
    Le problème est minimisé si la mise en vitesse est lente .
    Je n'ai pas parlé de forces centrifuges : juste des forces d'inertie en régime transitoire de vitesse .
    Sur ce montage, j'essaierai de mettre des butées mécaniques - dans les 2 sens de rotation - au disque rotatif pour bloquer le disque modulable, ce qui éviterait tout problème par ailleurs .

  18. #17
    LY56100

    Re : Contrainte en KN d'une masse en mouvement

    Bonjour Sitalgo,

    « le seul endroit où peut intervenir une force centrifuge est le "mât" sur le vérin. »

    Exact.

    « En supposant des dimensions au pif de 60 diam et 370ht »

    Le diamètre externe du « disque modulable » (qui tient plus d’un anneau en fait) est de 1684mm, et le diamètre interne est de 640mm, avec une hauteur de 100mm, plus un autre anneau dessus avec le même diamètre extérieur, mais de 1484mm de diamètre intérieur, avec une hauteur de 260mm, soit une masse totale du « disque modulable » de 2555Kg. Je sais que la vitesse de rotation est faible (48t/mn), mais je ne suis pas certain que cela ne fasse que 130N ! Ceci dit, je ne sais pas le calculer, alors si votre estimation est juste, ça me va bien ! J’avais prévu 25KN ! Auxquels s’ajoutent les 32KN de force au périmètre… Du coup, j’ai opté pour un vérin de 100KN. Ca laisse de la marge, mais je préfère jouer la sécurité !


    Pour ce qui est du mât de translation, il fait 100mm de diamètre, 361mm de hauteur, mais bénéficie d’un renfort situé entre les deux disque lui permettant d’éliminer tout risque de déformation. Il n’y aura qu’un cisaillement, mais son diamètre lui permettra largement d’y résister. De plus, il sera composé d’un acier renforcé au carbone.


    « il vaut mieux que la vis soit perpendiculaire au rayon médian des 17,5° »

    Je l’aurais souhaité également, mais ce serait très difficile, et très coûteux. J’ai déjà effectué d’onéreuses modifications (environ 10K€) pour intégrer ce moteur et ce vérin, je ne tiens pas à recommencer. Il me faudrait augmenter le diamètre interne du disque modulable, et pour conserver une bonne résistance, il faudrait agrandir également son diamètre interne, ce qui implique d’augmenter le diamètre disque rota, et d’augmenter les dimensions et le nombre d’un certain nombre de pièces qui ne figurent pas sur le plan… le travail que ça représente mis à part, ça me coûterait un supplément de près de 100 K€, voir plus ! De toute manière, l’axe de la vis est presque perpendiculaire au rayon, ce qui fait que la vis ne subira que très peu de charge radiale, presque tout sera axial. Le peu de charge radiale sera absorbé par le renfort du mât de translation (qui n’est pas modélisé sur les croquis).

    J’aimerais que vous m’expliquiez la formule que vous avez utilisé pour trouver 130N. D’avance, je vous remercie.

    Cordialement,

    LY

  19. #18
    sitalgo

    Re : Contrainte en KN d'une masse en mouvement

    Citation Envoyé par LY56100 Voir le message
    J’aimerais que vous m’expliquiez la formule que vous avez utilisé pour trouver 130N. D’avance, je vous remercie.
    C'est la formule calculée avec les valeurs 60 et 370 donc à reprendre avec les valeurs 100 et 361.
    Mais s'il y a un guide il n'y a plus à s'occuper du problème.
    Pour ce qui est du mât de translation, il fait 100mm de diamètre, 361mm de hauteur, mais bénéficie d’un renfort situé entre les deux disque lui permettant d’éliminer tout risque de déformation. Il n’y aura qu’un cisaillement, mais son diamètre lui permettra largement d’y résister.
    Je réexplique le couple sur la vis. Le problème qui peut se poser n'est pas la résistance du mât mais son action sur la vis lors des changement d'angle et de l'effet des 34kN. La vis pousse (ou tire) le mât en son milieu, le mât bute en partie basse, ce qui crée un couple My sur la vis (x longitudinal, y transversal horiz, z vertical).
    On a les données pour estimer la force générant ce couple dûe aux 34kN, pour l'effet de changement d'angle il faut les moments d'inertie des disques et la vitesse de changement d'angle. Pour le deuxième point, si la manoeuvre dure longtemps (ex : 10 sec), l'effort peut être négligé, faut voir.
    Mais si t'as l'gosier, Qu'une armure d'acier, Matelasse. Brassens, Le bistrot.

  20. #19
    LY56100

    Re : Contrainte en KN d'une masse en mouvement

    Bonjour Sitalgo,

    Je croyais avoir répondu hier, mais visiblement, le message n'a pas été enregistré !



    « le seul endroit où peut intervenir une force centrifuge est le "mât" sur le vérin. »

    Exact.

    « En supposant des dimensions au pif de 60 diam et 370ht »

    Le diamètre externe du « disque modulable » (qui tient plus d’un anneau en fait) est de 1684mm, et le diamètre interne est de 640mm, avec une hauteur de 100mm, plus un autre anneau dessus avec le même diamètre extérieur, mais de 1484mm de diamètre intérieur, avec une hauteur de 260mm, soit une masse totale du « disque modulable » de 2555Kg. Je sais que la vitesse de rotation est faible (48t/mn), mais je ne suis pas certain que cela ne fasse que 130N ! Ceci dit, je ne sais pas le calculer, alors si votre estimation est juste, ça me va bien ! J’avais prévu 25KN ! Auxquels s’ajoutent les 32KN de force au périmètre… Du coup, j’ai opté pour un vérin de 100KN. Ca laisse de la marge, mais je préfère jouer la sécurité !


    Pour ce qui est du mât de translation, il fait 100mm de diamètre, 361mm de hauteur, mais bénéficie d’un renfort situé entre les deux disque lui permettant d’éliminer tout risque de déformation. Il n’y aura qu’un cisaillement, mais son diamètre lui permettra largement d’y résister. De plus, il sera composé d’un acier renforcé au carbone.


    « il vaut mieux que la vis soit perpendiculaire au rayon médian des 17,5° »

    Je l’aurais souhaité également, mais ce serait très difficile, et très coûteux. J’ai déjà effectué d’onéreuses modifications (environ 10K€) pour intégrer ce moteur et ce vérin, je ne tiens pas à recommencer. Il me faudrait augmenter le diamètre interne du disque modulable, et pour conserver une bonne résistance, il faudrait agrandir également son diamètre interne, ce qui implique d’augmenter le diamètre disque rota, et d’augmenter les dimensions et le nombre d’un certain nombre de pièces qui ne figurent pas sur le plan… le travail que ça représente mis à part, ça me coûterait un supplément de près de 100 K€, voir plus ! De toute manière, l’axe de la vis est presque perpendiculaire au rayon, ce qui fait que la vis ne subira que très peu de charge radiale, presque tout sera axial. Le peu de charge radiale sera absorbé par le renfort du mât de translation (qui n’est pas modélisé sur les croquis).

    J’aimerais que vous m’expliquiez la formule que vous avez utilisé pour trouver 130N. D’avance, je vous remercie.

    Cordialement,

    LY

  21. #20
    LY56100

    Re : Contrainte en KN d'une masse en mouvement

    Bonjour,

    Désolé pour le texte, je croyais qu'il n'avait pas été pris en compte, alors je l'ai remis (enregistré sur Word)!


    Merci pour votre réponse.

    La maneuvre durera assez longtemps, car le mât ne bougera que de 0.25mm par seconde.

  22. #21
    LY56100

    Re : Contrainte en KN d'une masse en mouvement

    Bonjour Catmandou,


    « Le disque modulable est suspendu au disque rota. A l'arrêt ou en rotation à vitesse établie, sa masse n'a pas d'action sur le vérin. »

    Cela me semble étrange…


    « je lis 590.5 mm sur le plan »
    Désolé, petite erreur de ma part, la cote est de 671,1… « Oups ! »
    Du coup ça donne 27 / 0,6711 = 40,23 kN


    « De toute façon, le disque modulable va se mettre en butée . Sur quoi ? »
    Il est solidaire en rotation avec le disque rota par le biais du vérin (lien horizontal). C’est le vérin qui supportera cette charge. Sa capacité sera de 100 kN. Ses supports (lien vertical) n’ont de charge que sa masse : 2555Kg. Ils passent par les lumières du disque rota afin de permettre la translation de 17,25°.


    « Faut il essayer de calculer cette force ?
    C’était précisément ce que je voulais, mais j’avais oublié de reporter les 32kN au rayon du mât ! (Comme quoi, il est toujours bon de bénéficier d’un autre regard ! Merci beaucoup, Catmandou ! Ceci dit, je savais que cette partie n’était pas mon fort, c’est pourquoi j’ai demandé votre aide, car à l’origine, je n’ai pas une formation scientifique.)

    Ces 32 kN deviennent donc 41 kN (40,23kN, mais j’arrondis toujours pour la marge de sécurité). Je pensais n’avoir plus qu’à y ajouter l’effet de la masse du disque modulable en rotation… Si vous me dites que sa masse n’a pas d’action sur le vérin, tout va bien !



    « Au démarrage, le problème est légèrement différent… , il va falloir vaincre l'inertie du disque modulable… Le problème est minimisé si la mise en vitesse est lente. »

    La mise en vitesse sera très lente, car le mât n’effectuera sa translation qu’à raison de 0,25 mm/S, et il doit parcourir environ 207mm, soit 828 secondes, soit 13 minutes et 48 secondes.

    Pour ce qui est de vaincre l’inertie du disque modulable, je bénéficie d’assez de force de la part du disque rota, car à ce rayon (842), le couple est de 747 kNm. Ceci, je ne l’obtiendrai pas immédiatement, mais ça ne devrait pas poser de problème.

    « Sur ce montage, j'essaierai de mettre des butées mécaniques - dans les 2 sens de rotation - au disque rotatif pour bloquer le disque modulable, ce qui éviterait tout problème par ailleurs . »

    Bien tenté, mais c’est impossible (je déteste ce mot…). Disons que pour l’instant, ce n’est pas réalisable. Si le disque est modulable, ce n’est pas seulement pour arrêter ou démarrer le système. Il joue un peut le rôle d’un variateur, car il s’agit de trouver la position idéale de fonctionnement, une position que je ne connais pas avec précision pour l’instant, et qui se joue au millimètre sur le périmètre du disque rota. C’est pourquoi la butée mécanique, c’est le vérin, qui possède une résistance de charge statique : 100kN. La vis est conçue pour y résister.

    Je retire ce que j’ai dit pour les butées. C’est réalisable, mais ce serait compliquer l’ensemble pour pas grand chose, car le vérin est conçu pour ça. Mais merci quand même pour cette suggestion.

    « Je n'ai pas parlé de forces centrifuges »
    C’est justement la force que va générer la masse du disque modulable avec la force centrifuge à raison de 48t/mn qui m’intéresse de connaître. Le tout étant qu’additionnée au 41kN, cela soit inférieur (le plus possible) à 100kN.


    Cordialement,

    LY

  23. #22
    sitalgo

    Re : Contrainte en KN d'une masse en mouvement

    Citation Envoyé par LY56100 Voir le message
    C’est justement la force que va générer la masse du disque modulable avec la force centrifuge à raison de 48t/mn qui m’intéresse de connaître. Le tout étant qu’additionnée au 41kN, cela soit inférieur (le plus possible) à 100kN
    Il n'y a pas de force centrifuge à prendre en compte puisqu'il y a les guides et de toute façon, comme je l'ai, dit plus haut, ça vaut peau de balle.
    Par contre la vis subit un couple de la part du mât de 41000*env0,1m= 4100Nm. La vis travaille en flexion composée, il s'agit donc de calculer les contraintes dans celle-ci. Il faut le diamètre utile et la résistance de l'acier.
    Pour l'effort lors du décalage il faut l'inertie du disque mais ça ne va pas compter lourd.
    Mais si t'as l'gosier, Qu'une armure d'acier, Matelasse. Brassens, Le bistrot.

  24. #23
    LY56100

    Re : Contrainte en KN d'une masse en mouvement

    Je crois m’être trompé dans le calcul du couple du rota au niveau du disque modulable. Je vous ai dit 747 kNm, je pense que c’est faux.

    Pourriez-vous me dire si ma méthode de calcul est correcte ?

    r du rota : 2,005m
    r du disque modulable : 0,842m
    r en sortie de l’arbre : 0,1m

    Couple du rota au niveau de son périmètre :

    32 000 kgF => 313,8 kN

    2,005m X 313,8 kN = 629,169

    629,169kNm



    Couple du rota au niveau du disque modulable :

    629,169 X (2,005 / 0,842) = 1498,199

    1498 kNm (C’est là que je me suis trompé… mais c’est encore supérieur, donc ça va)



    Force de résistance du rota :

    (hypothèse) 66 kN (41 + 25)



    Couple restant : 1498 – 66 = 1432

    1432 kNm



    Couple au niveau de l'arbre

    1432 X (0,842 / 0,1) = 12 057,44 kNm

    12057kNm par tour

    47,6 tours par minute => 0,79379 tour par seconde

    12057 X 0,79379 = 9570,726

    9570kNm/s

    Est-ce que c’est correct ?
    Dernière modification par LY56100 ; 04/07/2012 à 14h19.

  25. #24
    invite07941352

    Re : Contrainte en KN d'une masse en mouvement

    Vous avez un disque de 5000 kg , monté horizontal donc sur un axe vertical par l'intermédiaire d'un roulement à rouleaux coniques de très bonne qualité .
    Quel couple faut il pour le faire tourner à faible vitesse constante ?
    Ma réponse est ( à discuter) presque rien : il faut seulement vaincre les frottements au niveau du roulement , vous pouvez entretenir la rotation en poussant légèrement sur le bord .
    Attention, pour la mise en vitesse il faudra vaincre l'inertie mais c'est toujours possible si on démarre lentement ;
    Sur une voie ferrée bien horizontale , je pousse un wagon (enfin presque...).
    Sur le disque de 5000 kg, vous posez le même au-dessus .
    Quel couple faut il pour faire tourner l'ensemble ?
    Comme avant, 2 fois presque rien .
    Je n'ai pas l'impression que vous voyiez les choses de cette façon . Bon, je ne crois pas avoir faux, mais si quelqu'un confirme, je serai rassuré .

  26. #25
    sitalgo

    Re : Contrainte en KN d'une masse en mouvement

    Citation Envoyé par LY56100 Voir le message
    Est-ce que c’est correct ?
    Non.
    Le couple, c'est le couple quel que soit le diamètre. Si la force fournie au disque est de 313KN avec un rayon de 2m, on a 629KNm de couple pour tout le reste, point barre. C'est la force qu'on peut en tirer qui varie avec le rayon.

    @catmandou : c'est exact.
    Mais si t'as l'gosier, Qu'une armure d'acier, Matelasse. Brassens, Le bistrot.

  27. #26
    LY56100

    Re : Contrainte en KN d'une masse en mouvement

    D'accord Catmandou.

    Cela confirme que j'avais bien fait de ne pas vraiment en tenir compte, mais par précaution, j'avais transformé la 2555 en 25 kN. J'ai donc juste 41kN sur le vérin, quelle que soit la vitesse. Merci beaucoup. Ca va rassurer le technicien du bureau d'étude !



    « Le couple, c'est le couple quel que soit le diamètre. Si la force fournie au disque est de 313KN avec un rayon de 2m, on a 629KNm de couple pour tout le reste, point barre. C'est la force qu'on peut en tirer qui varie avec le rayon. »

    D’accord Sitalgo.

    Je me suis mal exprimé. Donc si j’ai :

    313,8 kN à r = 2m et -41kN à r = 0,842m

    Alors j’ai à r 0.842 :

    [313,8 X (2 / 0,842)] – 41 = 704,368 kN

    Et donc à r = 0,1 j’ai

    704,368 X (0.842 / 0.1) = 5930,778 kN

    Ce qui, au niveau de l’arbre, donne un couple de

    5930,778kN X 0,1m = 593,0778 kNm


    Est-ce que c’est correct ? (J’ai comme un doute…)
    Dernière modification par LY56100 ; 04/07/2012 à 17h37.

  28. #27
    LY56100

    Re : Contrainte en KN d'une masse en mouvement

    "Et donc à r = 0,1 j’ai

    704,368 X (0.842 / 0.1) = 5930,778 kN

    Ce qui, au niveau de l’arbre, donne un couple de

    5930,778kN X 0,1m = 593,0778 kNm"



    Puisque j'ai déjà ramené la force au rayon de l'arbre (0,1m), alors le couple serait plutôt de 5930,778 kNm, non ?

  29. #28
    invite07941352

    Re : Contrainte en KN d'une masse en mouvement

    J'ai du mal à tout vérifier; Donc, je reviens à un ordre de grandeur :
    Un arbre qui transmet un couple de 1432 kNm à la vitesse de 5 radians par seconde , transmet une puissance de 7144 kW soit 7.1 MW . ...C'est pas mal...
    Une formule approchée à la hache me donne 0.60 m de diamètre de l'arbre . Une erreur est toujours possible, mais je crois que c'est bon .

  30. #29
    sitalgo

    Re : Contrainte en KN d'une masse en mouvement

    Il faudrait que tu revoies ta notion de couple.
    Tu as un couple disons positif de 313,8 x 2,005 = 629,17 KNm.
    Un couple négatif de 41 x 0,842 = 34,52 KNm.
    Il reste donc 595,18 KNm disponibles (quel que soit le rayon).
    Mais si t'as l'gosier, Qu'une armure d'acier, Matelasse. Brassens, Le bistrot.

  31. #30
    LY56100

    Re : Contrainte en KN d'une masse en mouvement

    Je crois en effet avoir quelques problème avec la notion de couple (en même temps, je suis célibataire ; )

    Ce qui m’intéresse de savoir (maintenant que le problème du disque rota est résolu, merci encore), c’est de connaître la puissance du moteur au niveau de l’arbre.

    Donc si j’ai :

    un couple positif 313.8 X 2.005 = 629,169 kNm,
    un couple négatif 41 X 0,842 = 34,522 kNm,

    une rotation de 47,6 tours par minute,

    Quelle sera la puissance (en W) au niveau de l’arbre ayant 0,1m de rayon ?



    Cordialement,

    LY

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