Perte d'adherence en dynamique

[Groscube]

Bonjour,
J'ai le problème suivant mais je ne suis pas sûr de la démarche suivi et j'aurai aimé avoir vos avis sur le problème et la méthode de résolution mis en place.
Le système est le suivant, je dispose d'une platine moteur dont l'objectif est :
- la transmission linéaire d'un fil de matière Aluminium diametre 0.8mm
- par un ensemble 4 galets rainurés (diametre 37 mm) qui exercent une pression permanent sur notre fil ( effort maximum applicable par ensemble 10N ; contact acier/alu coeff 0.31)
- la bobine de fil en aluminium pèse 25 kg pour un rayon moy. de 0.145 m

La phase de calcul se passe durant la phase d'accélération , 0 à 25 M/min en 0.375 s soit 0.57 rad/s


Ma démarche est la suivante :
Connaissant l'effort maximum applicable sur le fil, j'en ai déduis par la relation d'adherence T=N*C , l'effort limite provoquant un éventuel glissement
D'un autre côté, j'ai calculé durant la phase d'accélération la resultante dû à l'entraînement de notre bobine de fil ( J : 0.525 KG/m²) acc: 0.175 rad/s² pendant 0.375s soit couple necessaire 0.092 N.m ; Ft engendré 0.634 N
Je connais le couple de mes galets: 0 à 10.5 N.m en 0.375s ainsi que l'effort tangentiel .


J'ai donc fait un excel permettant durant c'est 0.375s , de simuler d'un coté :
-L'evolution de FT de mes galets
-L'évolution de FT de ma bobine

J'obtiens les tracés suivant :
-Pensez-vous que ces résultats sont cohérents ? ( En autonomie je ne connais pas la démarche pour la résolution d'un tel problème j'ai fait ce qui me semblait le plus logique)

En vous remerciant d'avance
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[Groscube]

Personne n'aurait une idée ou une suggestion ?

[invite07941352]

Bonjour,
Donc, vous considérez qu'il n'existe aucun frottement sur l'axe de la bobine ?
Et quel est l'objectif de ce calcul ?

A mon avis, il manque sur les résultats , une valeur de force plus importante au démarrage qui chute rapidement qui est due, en plus de l'inertie ,
au fait que les forces de frottement sont plus importantes pour mettre un objet en mouvement que la force d'entraînement à vitesse constante qui va suivre .

Et les galets sont tous moteurs ?

[sitalgo]

B'jour,

Il faudrait déjà connaître la finalité du calcul. Est-ce pour déterminer le couple des galets pour éviter la rupture du fil ou pour éviter le glissement ?
Il faut calculer l'inertie au diamètre maximum en tenant compte du noyau creux et éventuellement de l'inertie de l'axe.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Groscube]

l'objectif est donc de pouvoir distinguer si il y a glissement lors de la phase de démarrage, les forces que je pensais nécessaire étaient la force tangentielle engendré par la bobine lors de l'accélération qui s'oppose à l'adhérence obtenu par la relation T=N*C au niveau d'un galet ! ( formule d'adhérence retrouvé en automobile, je ne sais si elle peu s'appliquer dans notre cas).
Pour le moment je ne peu connaitre les frottements de la bobine de fil mais ils sont bien présent, je ne pourrais le avoir que lors des tests , pour le moment je voudrai trouver une approximation de ces forces résultantes pour avoir une idée ( si en négligeant les frottements je suis deja dans les choux je suis fixé ^^).
Sur les 4 galets , seul les 2 du bas sont entraînants, les 2 supérieurs accompagnent le fil de matière dans les gorges .

L'objectif est donc je le rappel déterminer si il y a ou non glissement au démarrage, la courbe que jai fourni serai censé représenté la "diminution" de mon adhérence ( en Newton) durant ces 0.375 s pour mes DEUX ensemble galets .

CATMANDOU : je suis d'accord avec toi, je m'attendai au debut de cette étude à retrouver cette "pointe" (comme sur les courbes de démarrage moteur) , cependant le démarrage étant contrôlé informatiquement, j'ai défini que ma force , et mon couple , évoluaient proportionnellement pendant cest 0.375s qui corresponde au démarrage, cest pourquoi sur ma courbe , on distingue à la fin des 0.375s une chute.

SITALGO : les données dont je dispose étant les plus "basiques" pour ce type de platine, je ne calcule par de rupture, la seul possibilité pour une rupture serait un blocage de la bobine .
pour l'inertie je l'ai calculé de cette manière également, consernant l'axe bobine, ce n'est que du plastique injecté à faible densité, la vitesse de rotation étant faible, je ne prend pas son inertie en compte, elle est également négligeable devant la masse de la bobine fil

Ps: je néglige d'ailleurs les frottements bobine car l'utilisateur "règle" lui meme la vis qui serre notre bobine .
Concernant le couple des galets je sait qu'il est suffisant, pour entraîner l'ensemble,

Pour résumé nous avons les 2 galets supérieurs, pouvant aller jusqu'à 200N chacun de pression sur notre fil d'aluminium de 0.8 mm,
Ce fil ne subit pas une pression en réalité mais une flexion d'on les appuies extérieurs sont espacé de (pi), l'effort lui venant au milieu (pi/2), suivant mes calculs pour que ce fil ne subisse pas de déformation permanent, un galet supérieur ne devra pas pour ce diametre de fil exercé un effort > 6N en flexion.
Suivant la rapide évolution de mon couple galet au démarrage et l'inertie de ma bobine de 25 kg, je voudrai déterminer si l'ensemble galet avec une pression de 12 N, engendre une adhérence suffisante, pour entraîner ce fil sans glissement ...

Je sais pas si je suis claire je vous met des liens de platine pour que vous puissiez visualiser l'ensemble
http://www.aliexpress.com/mig-weldin...pes_price.html

[sitalgo]

L'inertie est 0,5 m (R² - r²) ce qui donne probablement plus que ce que tu as trouvé.
La tension sur le fil étant proportionnelle au carré du rayon alors que le bras de levier du couple est prop. au rayon, elle sera maxi avec la bobine pleine.
L'accélération angulaire doit être calculée avec le rayon maxi et la force Ft aussi.
Si le démarrage est contrôlé, je pense que c'est l'accélération qui est est constante de façon à maintenir une tension constante, donc le couple est constant. D'ailleurs, une accélération non constante entraînerait à un moment une tension plus élevée qu'à accélération constante.

[mécano41]

L'inertie est 0,5 m (R² - r²) ....

Bonjour à tous,

SITALGO : attention, pour l'inertie d'un cylindre creux, c'est : 0,5.m.(R²+r²)

Cordialement

[sitalgo]

SITALGO : attention, pour l'inertie d'un cylindre creux, c'est : 0,5.m.(R²+r²)

Oups !...

[Groscube]

Oui exact j'ai fait une erreur dans le calcul de l'inertie , concernant la démarche je vais approfondir avec vos conseils, je vous tiens au courant des résultats obtenus

[Groscube]

au faite, j'ai déterminé un peu de manière draconienne l'effort applicable maximal à appliquer sur ce fil.
Formule de flexion 2 appuis, en intégrant la "fleche max" le module young etc dans ma formule , sa donne des résultats probable pour des diametres faibles, mais rapidement cette formule explose et donne des forces maxi applicables de 20 000 N pour des diametres a peine superieur a 2 mm
on passe donc de quelques dixaine de newton pour du 1 mm a plusieurs millier pour 2 mm ... je me doute bien qu'il y a une connerie mais j'ai beau chercher je ne la trouve absolument pas , elle m'échappe surement dû au faite que je l'ai fait et refais sans cesse xD
Une idée ? dans ma formule la seul variable étant mon moment quadratique

[sitalgo]

Je ne vois pas pourquoi la flexion interviendrait dans ce problème. L'inertie et l'accélération te donnent la force, tu n'as plus qu'à tenir compte du coef de frottement statique pour obtenir la force d'appui minimum.

[Groscube]

Non je parlais de la flexion sur le fil au niveau des galets,
Le fil est maintenu entre deux galets mais cette effort se traduira par une flexion sur 2 appuis dont l'écart est égal à pi, et l'emplacement de la force à pi/2,
Ducou il me faut déterminer l'effort maximum que je peu appliquer sur ce fil sans sortir de sa limite de déformation.
Une fois cette effort connu je détermine T (effort limite d'adhérence , T=n*c, n étant la "charge" et c le coeff d'adhérence)
Et une fois cette valeur connu je détermine au démarrage mes efforts resistifs...
Le soucis étant le suivant, la formule de flexion retrouve explose , et je narrive plus à la retrouver, ni de tête ni sur le net :/

[Groscube]

Ou alors mon raisonnement est faux (ce qui n'est pas impossible je n'ai pas d'expérience sur ce type de probleme )
Dans c'est cas la, comment déterminer la force d'appui minimum...cette force correspond bien à la force que j'exerce sur ke fil via mes galets ?

[sitalgo]

Non je parlais de la flexion sur le fil au niveau des galets,

Je ne vois pas de flexion. Le fil est maintenu droit le long du processus. Fais un schéma pour mettre ça au clair.

[Groscube]

en faite pour cela il faut me croire sur parole, ici j'ai représenté des galets pour maintenir le fil, ce qui est la maniere "classique" pour entraîner le fil, dans mon étude le fil n'est plus entraîné par des galets, et l'objet tournant maintenant mon fil, n'exerce plus une pression uniforme mais une flexion...

[sitalgo]

Bon, alors tout est dit.