Dimensionnement épaisseur Tube sous pression ?

[invite9acab754]

Bonjour à tous,

Travaillant actuellement dans une entreprise de conception de machine spécial en Contrôle Non Destructif, je me retrouve aujourd'hui à effectuer l'etude d'un prototype d'inspection des Pipelines.

Je fais appel a vos connaissances pour m'aider au dimenssionnement d'un cylindre sous pression ext.

Les donné sont les suivante:

-Cylindre creu de diamètre externe 57.9 mm
-Longueur 80 mm
-Ce cylindre sera fermé étanche à ses extreminté
-La pression externe exercé est de 150 PSI soit 19.6bar
-Le fluide peu être compris entre 0 et 50°C
-Matière : Acier Inox 316L
-Module de young : 190-210 GPA

Je cherche un calcul asser simple me permetant de définir l'épaisseur minimum de mon fût afin d'avoir un maximum de place à l'intérieur de celui ci.

MERCI à vous.
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[invitecaafce96]

Bonjour,
Regardez une quinzaine de posts en dessous : vous allez trouver le même problème avec des liens intéressants de Jaunin .

[invite9acab754]

J'ai regardé merci mais son problème à lui vient du pression interne et non externe. A ce que j'ai lu jusqu'a present les calculs sont completement differents.
Je cherche une formule sure et efficace car c'est un projet d'une centaine de millier d'euros pour l'entreprise..
Merci

[mAx6010]

Alors j ouvre mon bouquin de rdm, et au chapitre des corps axisymetriques j'ai notamment deux cas de figure: cylindre soumis uniquement a une pression interne, et cylindre soumis uniquement a une pression externe.
Dans ce dernier cas:
-soit a le rayon interne du cylindre
-soit b le rayon externe du cylindre
p est la pression externe, et on note r la distance au centre.
Alors les contraintes sigma-r, sigma-theta et tau-max sont donnees comme:
sigma-r= - [(p.b**2).(1-(a/r)**2)] / [b**2-a**2]

sigma-theta = - [(p.b**2).(1+(a/r)**2)] / [b**2-a**2]

tau-max = - 1/2. sigma-theta

Le deplacement u:
u = - (b**2.p.r).[(1-nu).(1+nu).(a/r)**2] / [E.(b**2-a**2)]
avec nu le coeff de Poisson, et E le module d Young

Formules "vérifiée" sous ProMechanica (fem)

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite9acab754]

Merci de ton aide. Cependant et je m'en excuse, n'etant pas un tres bon matheu, je me demande comment trouver une epaisseur a partir de ces formules. Tu me parle de rayon interne (a) mais je ne le connai pas, au contraire je le cherche ..
De plus "r" la distance au centre, c'est enfet un rayon !? Mais lequelle ?

Je te remercie de ces formule mais je t'avoue que je ne sais pas comment tirer une épaisseur de tout sa ..

[mAx6010]

ba l epaisseur est b-a
r est la distance de nimporte quel point de ton cylindre au centre (rayon).
Dans ce cas, r est compris entre a et b

[invite9acab754]

Merci du coup de main mais jai du mal à trouver un résultat qui me semble cohérent. Surement les unité que je ne gère pas en plus d'être nul en math.

Sinn mon professeur de RDM ma expliqué "tout simplement" que la pression soit externe ou interne ça ne change rien sauf le signe. La contrainte ne correspond plus à de la traction mais à de la compression. Il suffit de changer le sens des flèches.

Sa formule :
Sigma1=-p.R/e soit e = (-20bar * 28.95rayon)/190MPa

Je trouve alors une épaisseur "e" de -3.05mm ce qui me semble cohérent hormis le signe "-"

Quand pensez-vous ??

[mAx6010]

oui alors, les formules que je donnais sont valables pour une paroi epaisse.
Dans ton cas, si j en juge par la formule du prof de rdm, il se place alors dans le cas d une paroi mince.
Et effectivement sigma = p.r/e
On parle de contrainte (sigma) et pas de module d Young (190MPa), il faut donc choisir une limite (elastique ou rupture a un coefficient de securite pres)

Par contre attention aux unités, dans l'application numerique je vois des bars, des MPa et des mm
la contrainte est en N/mm**2, donc r et e en mm, et p en MPa ( 1 MPa = 1 N/mm**2 = 10 bar)

[Jaunin]

Bonjour, Franckiii,
Encore bienvenu sur le forum de Futura-Sciences.
Effectivement vous parlez bien d'une pression extérieure à votre cylindre.
Comment procédez vous pour faire ce teste, vous plongez votre tube dans une chambre à pression.
Vous dite que votre cylindre est fermé à ses extrémités, comment ?
Mais votre tube fait 80 [mm] de long pour un diamètre externe de 57.9 [mm], c'est quasiment un cube "incompressible"
Je ne comprends pas bien votre teste.
Cordialement.
Jaunin__

[geagea]

bonjour,
profil creux cylindrique de 5,79cm,la pression est de 19,6daN/cm² en service,température du fluide entre 0 a 50°C,acier austénitique 316L
Limite élastique en fonction de la température,nous allons retenir 50°C soit:2250daN/cm2,coefficient de sécurité 1,50,contrainte admissible en service:2250/1,5=1500daN/cm²,le calcul de l'épaisseur se fait par la méthode de Lamé ou méthode du tube
la contrainte= pression.rayon/épaisseur ou pression.diamètre/2.e,pour calculer l'épaisseur théorique sans tenir compte de la corrosion soit ep> pression.rayon extérieur/contrainte admissible.L'épaisseur théorique sera faible,mais l'épaisseur retenue sera technologique,sachant que les extrémités seront soudées par des fonds,le calcul des fonds : de (19,60/1500)^0,5.5,79.0,48=0,317cm(3, 20mm) du fait que c'est une pression extérieure,il faut regarder le problèmede la déformation du tube,du fait qu'il soit fermé aux extrémités,il y a une meilleur tenue a l'écrasement
cordialement
géagéa

[geagea]

bonjour,
pour compléter le calcul de l'épaisseur du tube,du fait que c'est une pression extérieure,il faudrait calculer la pression critique,aqui fait intervenir le coefficient de poisson,le module de young,et le rayon,et d'autres auteurs font intervenir pour la pression critique l'inertie du tube

cordialement

géagéa

[geagea]

bonjour,
il doit y avoir un problème d'unité,vous écrivez la pression en bar et le rayon en mmm

cordialement

géagéa

[invite9acab754]

Bonjour Jaunin et merci.
Le test est effectué dans une enceinte sous pression.
Le cylindre est fermé a ses extrémité par 2 flasque étanche à l'aide d'un joint quadrilobe.
Effectivement le cylindre est quasiment un cube "incompressible" cependant pour le dévellopement de la machine je suis obligé de justifier les valeurs choisi pour sa conception. De plus, je pourais trés bien prendre 4mm d'épaisseur et me dire que sa tiendra mais je cherche un minimum pour maximiser la place à l'interieur du tube afin d'avoir moin de contrainte pour y placer l'électronique.
Si par le calcul je peus trouver 1mm d'épaisseur "par exemple" cela m'arrangerais beaucoup plus ...

[invite9acab754]

Merci beaucoup de ton aide Geagea.

Celon la formule: contrainte = pression.rayon ext/epaisseur
Je peus donc dire que l'epaisseur = P*R/contrainte soit (19.6 x 2.895)/1500 = 0.038cm donc 0.38mm ?? C'est peu non.
De plus il n'est pas soudé à ses extrémité, ce sont des flasque avec des joints quadrilobe.

MERCI

[Jaunin]

Bonjour, Franckiii,
J'ai encore une question :

Le cylindre est fermé a ses extrémité par 2 flasque étanche à l'aide d'un joint quadrilobe.

Comment seront fixé ces flasques sur votre tube, ou sera la gorge pour mettre le joint et les vis si votre tube à des parois minces.
Cordialement.
Jaunin__

[invite9acab754]

Les flasque ont un épaulement qui permettra de le visser sur le tube qui lui même sera plus epai à ses extrémiter sur la longueur du filetage.
La gorge du joint ce trouve sur le flasque.

[Jaunin]

Bonjour, Franckiii,
J'ai encore une question(s) :
Le joint quadrilobe est plutôt un joint de frottement piston, mais bon.
La longueur reste de 80 [mm] y compris les longueurs pour les filetages sur le cylindre, les bouchons seront en plus.
Pour les filetages d'extrémité vous avez pensez à du MF80x... ou plus petit.
Cordialement.
Jaunin__

http://www.tribology-abc.com/calcula...c-fine-iso.htm

[Jaunin]

Bonjour, Franckiii,
Peut-être quelque chose comme ça, qu'en pensez-vous?
Si vous pouvez me corriger pour que je puisse avancer, si c'est toujours d'actualité.
Cordialement.
Jaunin__

[invite9acab754]

Voici deja un modèle existant pour visualisation. Celui-ci est concu pour des tubes 6" et je dois concevoir le meme produit pour du 3". C'est pourquoi je cherche à definir l'épaisseur mini et surtout à le justifier.
Merci de suivre le sujet et de votre aide !!

[Jaunin]

Bonjour, Franckiii,
Alors la c'est beaucoup mieux comme renseignement je vais voir.
Cordialement.
Jaunin__

[Jaunin]

Bonjour, Franckiii,
Votre pièce du dessin ci-dessus c'est la chambre de pression dans laquelle vous allez mettre votre tube de 57,9 [mm] de diamètre et de 80 [mm] de long ?
Cordialement.
Jaunin__

[invite9acab754]

Bonjour Jaunin,
Non ce n'est pas la chambre de pression c'est le tube. C'est lui qui sera incéré dans la chambre de pression.
Cordialement

[Jaunin]

Bonjour, Franckiii,
Dans votre pièce ci-dessus 6", elle est soumise à la même pression 19.6 [bar] vous auriez ses dimensions extérieur, intérieur, longueur.
J'ai fait plusieurs simulations avec ma pièce #18, mais j'ai des doutes, j'aimerais essayer de simuler la pièce existante pour avoir une référence.
Cordialement.
Jaunin__

[Jaunin]

Bonjour, Franckiii,
C'est juste une information sur les Inox.
Cordialement.
Jaunin__

http://www.pxprecimet.ch/data/docume...te-alliage.pdf

[invite9acab754]

Bonjour,
Diametre externe 75mm
Diametre interne 65mm
Longueur 105mm

Merci

[Jaunin]

Bonjour, Franckiii,
J'ai simulé votre enceinte selon le descriptif de la discussion #25, avec la forme de mon enceinte #18
ainsi que celle avec le diamètre de 57.9 [mm] et 2 [mm] d'épaisseur de paroi.
Je n'ai pas réussi à mettre en évidence une déformation ou contrainte notable.
Maintenant, je n'ai pas exactement les dimensions et les assemblages utilisé.
Si quelqu'un avait une idée sur la question, pour reprendre les calculs.
Cordialement.
Jaunin__

[geagea]

Merci du coup de main mais jai du mal à trouver un résultat qui me semble cohérent. Surement les unité que je ne gère pas en plus d'être nul en math.

Sinn mon professeur de RDM ma expliqué "tout simplement" que la pression soit externe ou interne ça ne change rien sauf le signe. La contrainte ne correspond plus à de la traction mais à de la compression. Il suffit de changer le sens des flèches.

Sa formule :
Sigma1=-p.R/e soit e = (-20bar * 28.95rayon)/190MPa

Je trouve alors une épaisseur "e" de -3.05mm ce qui me semble cohérent hormis le signe "-"

Quand pensez-vous ??

bonjour,
attention la contrainte admiible n'est pas 190MPa,qui est la limite élastiqueil faut rtenir comme contrainte admissble 190/1,5=
126,67MPa a température ambiante
si vous retenez la formule de LAME soit contrainte=PxR/épaisseur,je pene que vous avez un problème d'unité

cordialement

géagéa

[geagea]

bonjour,

si vous retenez une épaisseur de 0,3cm(3mm) sans surépaisseur e corrosion,la contrainte de LAME est de 20x2,895/0,3=193daN/cm²(19,3MPa)<126,67MPa
En effet en raison du rayon faible,la valeur de l'éaisseur est faible,il faudra prvoir une épaisseur technologique

cordialement

géagéa

[invitee21f725e]

Bonjour,
est ce quelqu'un ici a une idée sur le choix et le dimensionnement d'un vibrateur électrique ?
C'est urgent.
Merci d'avance.

[invitecaafce96]

Bonjour,
Ouvrez une nouvelle discussion, votre sujet n'a rien à voir avec le précédent .
Ne mettez surtout pas que c'est urgent , vous obtenez l'effet contraire : "nous ne sommes pas pressés " .

Maintenant, sur le fond de votre question, si vous ne savez pas ce que vous voulez, comment allons nous deviner ce dont vous avez besoin ???