Moment quadratique; matériau anisotrope
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Moment quadratique; matériau anisotrope



  1. #1
    django2013

    Moment quadratique; matériau anisotrope


    ------

    Bonjour à toutes et à tous,

    Mon problème est le suivant:

    Je dois calculer un IGZ pour calculer un effort de flambage d'un câble.

    Le hic c'est que les câbles sont multibrins, c'est à dire comme on peut le voir sur la photo, le câble est composé de plusieurs plus petit câble entremêlé entre eux.

    Si quelqu'un pouvait m'éclairer sur une méthode de calcul ou bien simplement m'informer que ce calcul est impossible.

    Merci d'avance !

    -----
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  2. #2
    LPFR

    Re : Moment quadratique; matériau anisotrope

    Bonjour.
    Pouvez-vous confirmer que vous parlez de « flambage » et non de « flexion » ?
    Au revoir.

  3. #3
    Dynamix

    Re : Moment quadratique; matériau anisotrope

    Salut
    Un câble étant fait pour travailler en traction , je ne vois pas l' intérêt de connaitre son moment quadratique .
    Vu la complexité d' un câble , le calcul est de l' ordre de l' impossible .
    Se renseigner chez le fabriquant .

  4. #4
    django2013

    Re : Moment quadratique; matériau anisotrope

    Bonjour LPFR,

    Je parle bien de flambage, c'est à dire le phénomène qui résulte de la compression de notre câble, néanmoins une flexion est bien entendu également induite.

    Dynamix, je suis entièrement d'accord avec vous, un câble est fait pour travailler en traction néanmoins, si vous saviez le nombre d'application dans nos cher véhicule où l'on retrouve des câbles qui sont utilisé en traction et en compression, vous seriez étonné !

    Il n'existe donc pas d'équation pour plusieurs câbles torsadé ensemble ?

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

    Re : Moment quadratique; matériau anisotrope

    Re.
    Si on admet que les brins peuvent glisser les uns sur le autres, la force nécessaire au flambage de l’ensemble est la somme des forces pour “flamber” chacun des brins séparément.
    Je le pense car quand le premier brin flambe, il entraîne le flambage de ses voisins.
    Peut-être qu’il faut tenir compte que les brins ne sont pas « droits » à l’origine car ils sont hélicoïdaux.
    A+

  7. #6
    django2013

    Re : Moment quadratique; matériau anisotrope

    J'ai pu mesurer cette force grâce à un gabarit de flambage.

    Mais j'aimerai retrouver le résultat par le calcul théorique et pour ce faire il me faut le module de young et le moment quadratique. Un essai de traction m'a permis de déterminé le module de young mais comment pouvoir déterminer le moment quadratique maintenant?

  8. #7
    LPFR

    Re : Moment quadratique; matériau anisotrope

    Re.
    Ça se déduit de ce que je viens de vous dire : le moment quadratique de l’ensemble de brins est N (le nombre de brins) fois le moment quadratique de chaque brin individuel.
    A+

  9. #8
    Dynamix

    Re : Moment quadratique; matériau anisotrope

    Faire un essais de flexion .
    C' est impossible à obtenir pas un calcul .
    Trop d' hypothèses simplificatrices mènent à un résultat peu fiable .

  10. #9
    django2013

    Re : Moment quadratique; matériau anisotrope

    Et du coup comment peut-on à partir d'un essai de flexion en déduire le moment quadratique?

    Merci de votre aide.

  11. #10
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

  12. #11
    Mecanik77

    Re : Moment quadratique; matériau anisotrope

    Facile.

    Tu lui soumets un effort connu, tu regardes la flèche engendrée et tu détermines le moment quadratique puisque tu connais maintenant son module de Young.

    Y = (FL^3)/3EI dans le cas d'une poutre encastrée.


  13. #12
    Mecanik77

    Re : Moment quadratique; matériau anisotrope

    Citation Envoyé par django2013 Voir le message
    Et du coup comment peut-on à partir d'un essai de flexion en déduire le moment quadratique?

    Merci de votre aide.
    Facile.

    Tu lui soumets un effort connu, tu regardes la flèche engendrée et tu détermines le moment quadratique puisque tu connais maintenant son module de Young.

    Y = (FL^3)/3EI dans le cas d'une poutre encastrée.


  14. #13
    django2013

    Re : Moment quadratique; matériau anisotrope

    Merci de ton idée Mecanik 77,

    Je dois donc réaliser une flexion 3 point, mais je ne peut pas réaliser les encastrements au deux extrémité,

    Si on considère les deux appuies comme des pivots, pouvez-vous me renseigner la formule adéquate?
    Merci d'avance l'ami !

  15. #14
    Dynamix

    Re : Moment quadratique; matériau anisotrope

    Google est ton ami .

  16. #15
    Mecanik77

    Re : Moment quadratique; matériau anisotrope

    Nan mais une poutre encastrée c'est juste un bout de ton matériau que tu auras découpé à la longueur souhaité. Tu le bloques dans un étau puis tu le charges à son extrémité et tu mesures la flèche.
    Nul doute que si tu as pu réaliser un essai de traction tu dois avoir l'équipement nécessaire pour mesurer avec précision une flèche.
    Je pense que tu pourrais faire plusieurs essais sur un brin, divers longueur, divers charge.
    Puis de faire les mêmes essais sur le câble lui-même.
    Des formulaires de flexion il y en a partout sur le net.
    Généralement on utilise plutôt cette méthode pour déterminer le module de Young d'un matériau inconnu.
    Dernière modification par Mecanik77 ; 06/05/2015 à 14h05.

  17. #16
    django2013

    Re : Moment quadratique; matériau anisotrope

    Donc Mecanik77, tu parle ici d'un essai vertical si j'ai bien compris?

    Je pensais plutot régler mon plateau bas de maniere à avoir deux appuis sur lesquels poser mon cable. La distance entre les deux appuis correspond à la longueur L de notre formule. Ensuite appuyer au centre du cable avec un "doigt" fixé sur la partie supérieur mobile et mesure l'effort et la flèche par la même occasion.

    J'ai trouvé cette formule qui pourrai correspondre : y=P*L^3/(48*E*I) ou I= P*L^3/(48*E*y)
    Mais P est-ce la force mesuré en Newton? car j'ai également trouvé des P en N/m sur internet? Y et L sont en mm je suppose?
    J'ai réalisé l'essai sur un cable homogène et j'obtient un I=0.087 alors que d'après le calcul je devrais trouver 0.2397?!

    Est-ce mon banc de traction qui n'est pas assez fiable?

  18. #17
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Moment quadratique; matériau anisotrope

    Bonjour, Mecanik77,
    Vous pensiez plutôt à un essais Cantilever.
    Si c'est cela la formule sera I= P*L^3/(3*E*y) [mm^4]
    Cordialement.
    Jaunin__

  19. #18
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Moment quadratique; matériau anisotrope

    Bonjour, Django2013,
    Pourriez-vous nous donner les caractéristiques et dimensions de votre câble.
    Cordialement.
    Jaunin__

  20. #19
    Mecanik77

    Re : Moment quadratique; matériau anisotrope

    Merci Jaunin, je ne savais pas que cet essai avait un nom.

    Que ce soit une poutre encastrée ou bien sur deux appuis peu importe, il faut juste utiliser la bonne formule.

    Restons sur la poutre sur deux appuis. auquel cas la formule de la flèche est bien Y= FL^3/(48EI) du coup il vient I= FL^3/(48EY)
    Il faut que les unités soient homogènes bien sûr. F(N), L(mm), E(N/mm²) et Y(mm) auquel cas tu trouveras ton moment quadratique en mm^4.

  21. #20
    django2013

    Re : Moment quadratique; matériau anisotrope

    Bonjour Jaunin__

    Je travail sur trois types de cable.

    Tout d'abord un monobrin pour lequel j'ai pu calculer le IGZ de 0.2397. C'est un cable de diamètre 1.25 mm en acier 1.4310 CDIN 17224 X12CrNi17-7

    La où ça ce complique c'est pour les deux autres types de cables.

    Tout d'abord un multibrins de diamètre 1.55mm composé de 7 brins de 0.6mm chacun, avec un central et 6 autres entourés au tour.

    Et ensuite un autre multibrins de diamètre 1.65mm. Celui-ci est plus complexe car il y a un brin central de diamètre 1.05mm entouré de 12 brins de diamètre 0.3mm

    Pour ce qui est de l'essai cantilever, je n'ai malheureusement pas le matériel adéquat et quand je l'ai dit précédemment avec une flexion trois point je trouve des résultats qui sont assez éloigné de la réalité...

    Merci d'avance Jaunin___

  22. #21
    sitalgo

    Re : Moment quadratique; matériau anisotrope

    B'jour,

    Citation Envoyé par django2013 Voir le message
    Tout d'abord un monobrin pour lequel j'ai pu calculer le IGZ de 0.2397. C'est un cable de diamètre 1.25 mm en acier 1.4310 CDIN 17224 X12CrNi17-7
    0,2397 c'est Io, l'inertie polaire pour la torsion. Iz c'est divisé par 64 pas par 32. Iz est donc de 0,1198 moins éloigné de 0,087.
    Les formules supposent des angles faibles pour pouvoir assimiler l'angle à la tangente. Si tu as 20° d'angle au départ c'est mal barré.
    Tu peux faire un banc d'essai simple avec un encastrement horizontal et un poids connu à l'autre extrémité, avec toutes les astuces qu'on peut imaginer (mettre plusieurs brins en parallèle, lecture démultipliée par miroir).

    Pour un multibrin, étant donné le glissement entre brins (voire la séparation en compression), sinon le câble serait rigide, le mieux est de considérer la somme des inerties.
    Mais si t'as l'gosier, Qu'une armure d'acier, Matelasse. Brassens, Le bistrot.

  23. #22
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Moment quadratique; matériau anisotrope

    Bonjour, Django2013,
    Avez vous regardez page 6 et 7, il y a une formule pour calculer le I du câble page 6 avec ses 19 brins.
    Je connais le logiciel MathCad utilisé mais je n'arrive pas bien à comprendre la méthode en fonction de la position des brin utilisé.
    Cela ressemble un peu à un théorème de Guldin, ensuite pourquoi ces 15 ° ?
    Je n'ai pas encore pu trouver la source de cette équation.
    Je ne sais pas si Ultra-tec Corporation à Carson City, Nevada, voudrais nous renseigner.
    Cordialement.
    Jaunin__

    http://thecableconnection.com/pdfu/sectionA.pdf

  24. #23
    Dynamix

    Re : Moment quadratique; matériau anisotrope

    Citation Envoyé par sitalgo Voir le message
    Tu peux faire un banc d'essai simple avec un encastrement horizontal et un poids connu à l'autre extrémité
    Le simple poids du câble devrait suffire s' il est assez long .

  25. #24
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Moment quadratique; matériau anisotrope

    Tout d'abord un multibrins de diamètre 1.55mm composé de 7 brins de 0.6mm chacun, avec un central et 6 autres entourés au tour.
    Comment avez vous pris cette côte 1.55 [mm] en section vous avez trois brins de 0.6 [mm] soit un diamètre de 1.8 [mm]

  26. #25
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Moment quadratique; matériau anisotrope

    Bonjour,
    Je n'ai pas encore pu trouver la méthodologie pour le calcul du moment quadratique d'un câble acier.
    Je vous joint encore une information sur les câbles.
    Cordialement.
    Jaunin__

    http://197.14.51.10:81/pmb/collectio...c/c5/c2580.pdf

  27. #26
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Moment quadratique; matériau anisotrope

    Bonjour, Django2013,
    Avez- vous des résultats.
    Cordialement.
    Jaunin__

  28. #27
    django2013

    Re : Moment quadratique; matériau anisotrope

    Bonjour à tous,

    Nan je n'ai pas pu réaliser d'essai pour le moment hors mis ceux donc je parle dans mon précédent message.

    Pour ce qui est de la mesure du câble je suis d'accord avec vous Jaunin mais pourtant c'est bien les valeurs que m'on indiqué mon pied à coulisse, mais cela doit être mes 0.6mm par brins qui ne sont pas exacte

    On devrait être plutôt vers les 0.5mm par brin mais j'ai l'impression visuellement que les brins sont écrasés aux différents point de contact entre eux, peut être que cela vient de la du coup les variations que vous avez constaté

  29. #28
    django2013

    Re : Moment quadratique; matériau anisotrope

    Pour répondre à Sitalgo mes résultat de flambage corresponde d'avantage avec le I0 qu'avec le Igz quand on divise par 64 ?!
    Dernière modification par django2013 ; 12/05/2015 à 15h12.

  30. #29
    sitalgo

    Re : Moment quadratique; matériau anisotrope

    Citation Envoyé par django2013 Voir le message
    Pour répondre à Sitalgo mes résultat de flambage corresponde d'avantage avec le I0 qu'avec le Igz quand on divise par 64 ?!
    D'après ton essai c'est le contraire, le test te donne 0,08, Iz donne 1,2 et Io 2,4.
    Si on considère une influence du frottement entre brins le Iz apparent pourrait même être légèrement supérieur.
    Mais si t'as l'gosier, Qu'une armure d'acier, Matelasse. Brassens, Le bistrot.

  31. #30
    django2013

    Re : Moment quadratique; matériau anisotrope

    Bonjour Sitalgo

    Ce que je veux dire c'est que j'ai comparé mes résultats de flambage avec l'équation d'Euler pour le calcul de flambage et lorsque je prends IGZ = 2.4 ma courbe expérimental et ma courbe théorique ce superpose alors qu'avec 1.2 ma charge critique théorique devient bien plus faible et donc ne colle plus avec les résultats expérimentaux

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