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Retrouver la masse grâce aux déformations



  1. #1
    tyzz

    Retrouver la masse grâce aux déformations

    Bonjour à tous,

    J'ai un problème pour mon sujet qui est de trouver la masse d'un train passant sur les rails.
    La question est donc s'il est possible de retrouver, grâce à la déformation du rail, la masse passant sur ceux-ci.

    J'y ai déjà réfléchi et j'ai pensé à une rosette de jauges de contraint à coller sur chaque côté de l'âme du rail. Etant donné que je connais les défomations de chaque jauge, je peux remonter au tenseur de déformation puis au tenseur de contrainte.
    Et c'est ici que je bloque, je ne vois pas comment remonter à la masse.

    J'avais pensé au vecteur contrainte:
    [IMG]file:///C:/DOCUME~1/9006816T/LOCALS~1/Temp/msohtml1/02/clip_image001.png[/IMG]
    Combiné à cette formule:
    [IMG]file:///C:/DOCUME~1/9006816T/LOCALS~1/Temp/msohtml1/04/clip_image001.png[/IMG]
    Et donc, on a:
    [IMG]file:///C:/DOCUME~1/9006816T/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image001.png[/IMG]
    Sachant que le vecteur n correspond à la normale sortant du solide et comme le rail est penché au 1/20ème (soit 2,86°), on a:
    [IMG]file:///C:/DOCUME~1/9006816T/LOCALS~1/Temp/msohtml1/05/clip_image001.png[/IMG]
    avec alpha = 2.86°


    Voilà les suppositions que j'ai faite mais je ne suis sûr de rien. Donc, pouvez vous m'aider? Déjà savoir si c'est possible et si vous avez une autre solution à proposer.

    Merci d'avance.

    -----


  2. Publicité
  3. #2
    albanxiii

    Re : Retrouver la masse grâce aux déformations

    Bonjour,

    Vous trouverez la marche à suivre pour insérer des images dans votre message ici : http://forums.futura-sciences.com/ph...s-jointes.html

    Pour la modération.

  4. #3
    invite07941352

    Re : Retrouver la masse grâce aux déformations

    Bonjour,
    Parce que le rail se déformerait latéralement ? Que toute la voie "travaille" , rail, traverses , ballast oui , mais quid du rail ?
    "Un état bien dangereux : croire comprendre "

  5. #4
    tyzz

    Re : Retrouver la masse grâce aux déformations

    albaniiix: C'est une erreur de manip'. Par contre, je ne peux modifier mon message donc je le recopie ici avec les images !

    --------------------------------------------

    Bonjour à tous,

    J'ai un problème pour mon sujet qui est de trouver la masse d'un train passant sur les rails.
    La question est donc s'il est possible de retrouver, grâce à la déformation du rail, la masse passant sur ceux-ci.

    J'y ai déjà réfléchi et j'ai pensé à une rosette de jauges de contraint à coller sur chaque côté de l'âme du rail. Etant donné que je connais les défomations de chaque jauge, je peux remonter au tenseur de déformation puis au tenseur de contrainte.
    Et c'est ici que je bloque, je ne vois pas comment remonter à la masse.

    J'avais pensé au vecteur contrainte:
    1.JPG
    Combiné à cette formule:
    2.JPG
    Et donc, on a:
    3.JPG
    Sachant que le vecteur n correspond à la normale sortant du solide et comme le rail est penché au 1/20ème (soit 2,86°), on a:
    4.JPG
    avec alpha = 2.86°


    Voilà les suppositions que j'ai faite mais je ne suis sûr de rien. Donc, pouvez vous m'aider? Déjà savoir si c'est possible et si vous avez une autre solution à proposer.

    Merci d'avance.

    -----------------------------------------------

    En fait, ma question est: Peut-on retrouver la masse d'un objet à partir des déformations que le dit objet subit? Et si oui, comment?

    En fait, j'ai exposé une piste avec mon premier message mais comme dit, je ne sais pas quoi faire du tenseur des contraintes pour trouver la masse.

    catmandou: je n'ai pas très bien compris ton message.
    Je suppose que le rail subit en fait une flexion entre 2 traverses. Je m'occupe simplement de la déformation du rail et non de l'ensemble qui contient beaucoup de variables pour un calcul.

  6. #5
    LPFR

    Re : Retrouver la masse grâce aux déformations

    Bonjour.
    @Catmandou: Oui, le rail se déforme latéralement car les bandes de roulement des roues sont coniques pour centrer l'essieu entre les rails. Ce doit être l'angle de 2,86° dont parle tyzz.
    @tyzz: vous pouvez calculer, à partir des déformations du rail la force appliquée quand la roue passe par le milieu entre deux traverses. Mais ce n'est pas fiable. La distance de flexion est difficile à connaitre (à quel endroit de la traverse ?). D'autre part, comme les traverses s'enfoncent dans le ballast, vous ne pouvez pas connaître cette distance: imaginez qu'une traverse s'enfonce plus que les autres, ce sont ses voisines qui subiront les efforts et la déformation du rail sera différente.

    Finalement, il faut connaître les caractéristiques élastiques du rail: module de Young et moment quadratique.

    On peut penser à la déformation du profil rail au point d'appui sur la traverse. Mais je ne sais pas si les jauges de déformation sont assez sensibles pour que cela soit fiable. Il faudrait faire un calcul (en ayant le bon logiciel).
    Au revoir.

    EDIT: malgré leur nom usuel, les jauges de contrainte ne mesurent pas les contraintes, mais les déformations.
    Dernière modification par LPFR ; 28/05/2013 à 15h51.

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

    Re : Retrouver la masse grâce aux déformations

    La distance de flexion est difficile à connaitre (à quel endroit de la traverse ?).
    J'ai pensé à équiper le rail au milieu de 2 traverses pour avoir les déformations maximales.

    D'autre part, comme les traverses s'enfoncent dans le ballast, vous ne pouvez pas connaître cette distance: imaginez qu'une traverse s'enfonce plus que les autres, ce sont ses voisines qui subiront les efforts et la déformation du rail sera différente.
    Oui, ça c'est un sacré problème et c'est vraiment embêtant. Ceci dit, j'ai pensé à un système d'étallonage pour connaître l'évolution du vieillissement des composants (qui prendrait en compte le vieillissement du système d'attache et de la danse en dessous des traverses (la danse est le fait d'avoir un "trou" en dessous des traverses) ainsi que le vieillissement du ballast). Donc on pourra ré-arranger le système si la déformation du rail mesurée est trop éloigné de la première déformation mesurée par un engin témoin (comme le TGV Atlantique qui a une signature propre).

    Finalement, il faut connaître les caractéristiques élastiques du rail: module de Young et moment quadratique.
    Je connais !

    On peut penser à la déformation du profil rail au point d'appui sur la traverse. Mais je ne sais pas si les jauges de déformation sont assez sensibles pour que cela soit fiable. Il faudrait faire un calcul (en ayant le bon logiciel).
    Au revoir.
    J'ai calculé les déformations du système grâce à ABAQUS et je trouve des déformations de l'ordre du micromètre par mètre.


    -------------------------------------------------

    Si vous n'avez pas compris mon système, je peux l'expliquer plus en détail !

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