Données mécaniques plexiglas pour une chambre hypobare

[sedibald]

Bonjour,

j'aimerais créer une chambre hypobare, de forme cylindrique, d'un diamètre d'environ 1 mètre, de longueur 2 mètres approximativement, fermée par des écoutilles de forme sphérique (meilleur pour la pression).

Je voudrais que cette chambre puisse simuler une montée en altitude, d'environ 4000 mètres (avec une pompe à vide et valves de sécurité). Cela représente un différentiel de pression avec l'atmosphère au niveau de la mer d'environ 400 hPa (40.000 N/m2, ou encore 400 mbar).

Je voudrais enfin que ma chambre soit en plexiglas transparent (E = 2900 MPa; coefficient de Poisson = 0.4).

Avec toutes ces infos, j'aimerais connaître l'épaisseur minimum du plexiglas, pour un usage sans danger d'implosion. Quelqu'un peut-il m'aider pour les calculs?

Merci
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[LPFR]

Bonjour et bienvenu au forum.
Ce n’est pas mon domaine. Mais on trouve des sites sur Google qui peuvent vous donner un fil à tirer :
http://mycommittees.api.org/standard...collapsing.pdf
http://www.ogj.com/articles/print/vo...culations.html
Bien sur, on a plus de chances quand on cherche en anglais qu’en français.
Au revoir.

[Jaunin]

Bonjour, Sedibald,

fermée par des écoutilles de forme sphérique

Comment seront elles fixées.
Votre tube sera couché ou vertical, à causse des bouts sphériques.

Donc vous aurez une dépression de 400 [mbar]

http://www.google.ch/url?sa=t&rct=j&...TLeTmaNXadld6A

Cordialement.
Jaunin__

[Jaunin]

Toujours intéressé

http://forums.futura-sciences.com/ph...-dun-tube.html

[A voir en vidéo sur Futura]

[40CDV20]

Bjr,
Il me semble que pour une approche plus réaliste, il faut dans un premier temps que soit communiqué le mode de construction de la chambre. Il existe deux façons principales d'obtenir du PMMA, polymérisation en émulsion et par coulée ce qui conduit à deux produits semi ouvrés distincts, la "plaque extrudée" et la "plaque coulée". Il y a quelques écarts significatifs en terme de caractéristiques.
Le plus simple serait d'utiliser un tube et 2 1/2 sphères produit "par coulée" et d'assembler par soudure à air chaud à la baguette d'apport. Est il utile de préciser que tout ceci, aux dimensions rapportées par sedibald n'est pas à la portée du premier passant.
Retenir un tube de type extrudé et 2 1/2 sphères obtenues par thermoformage ne changera guère la donne.
On parle ici d'un budget conséquent.
Cdt.

[Jaunin]

Bonjour, 40CDV20,
Merci pour ces informations.
On va attendre le retour de Sedibald.
Cordialement.
Jaunin__

[sedibald]

Bonjour à tous, merci pour vos réponses.

Les demi-sphères n'ont pas besoin d'êtres soudées au cylindre. En effet, la dépression à l'intérieur du tube garantira, moyennant un joint de caoutchouc, son herméticité, et permettra la fermeture automatique des portes par aspiration.

Le système sera comprimé, et non pas étiré.

Le cylindre lui-même peut-être une somme de parties, càd, un ensemble de cylindres mis bout-à-bout.

Je suis d'accord avec le commentaire ci-dessus, à savoir que ce n'est pas à la portée du premier venu. J'ai calculé que pour du plexiglas, E = 2.9 GPa, en tenant compte d'un coefficient de sécurité, l'épaisseur devrait être de 2 cm.

Idéalement, le matériau devrait avoir un gros module de Young, et être léger. Le kevlar devrait être pas mal... Maintenant je ne sais rien du coût!

Je me disais aussi qu'une structure en métal grillagé, sur laquelle on vient placer une "chaussette" en kevlar, pourrait faire l'affaire, le matériau se collant à la structure lors de l'aspiration. Reste à calculer la structure. Comme disait mon répétiteur, "il suffit y'a qu'à".

Merci!

[LPFR]

Bonjour.
Quelques observations :
Qui ou quoi va être dans la chambre ?
Y aura-t-il des personnes près à l’extérieur ? (En cas d'implosion).

Les raccords des morceaux de tube ou avec les couvercles nécessitent des brides qui doivent être solidaires avec le tube ou avec les couvercles. Ce sont elles qui subissent les forces et les transmettent au reste du plexiglas.
Au revoir.

[40CDV20]

Bjr,
Il existe effectivement à des "sections raisonnables" (ici on tutoie les 2m3) des chambres "d'amateurs" qui exploitent la technique des cloches à vide polymères, gorge circulaire et joint torique. Par contre, à ma connaissance elles sont toutes en polycarbonate et non en plexi. Le PC a une tenue supérieure à l'effet d'entaille.
Au delà, le Kevlar est une fibre aramide qui se distingue par une ténacité exceptionnelle. De fait sa mise en oeuvre soit en filet pare éclats voire en composite époxy est délicate. On le trouve surtout sous forme de prépeg.
Bref c'est un projet ambitieux.
Cdt.

[sedibald]

Bonjour,

il ne peut y avoir d'efforts sur des brides, puisque le système se comprime. Une bride ne peut se comprimer. La structure pourrait très bien se supporter seule, un peu comme une arche. Le plexiglas, étanche, subit la pression sur l'ensemble de son "corps".

Le vrai danger est le flambement/implosion. Oui le but est de mettre une personne à l'intérieur, donc il faut un coefficient de sécurité élevé. La structure est bien le problème principal.

[Jaunin]

Bonjour, Sedibald,
Pour une première approche de votre chambre j'avais pris 20 [mm].
Mais comment est elle positionnée, horizontal ou vertical, comment est elle maintenue.
Ou sera placée l'ouverture du tube pour la pompe à vide.
Cordialement.
Jaunin__

[sedibald]

Bonjour Jaunin,

C'est marrant ça, j'avais calculé la même épaisseur! Le poids total serait d'environ 150 kg. La chambre serait horizontale, pour y dormir la nuit. On y rentrerait par un bout, l'autre bout étant consacré à l'aspiration.

Maintenant peut-être qu'un autre matériau serait plus approprié. ou bien faire une chambre plus étroite, genre 80 cm de diamètre.

En voici un bel exemple: http://www.coloradomesa.edu/hpl/hypobaric_chamber.html

Et celle de Floyd Landis: https://www.youtube.com/watch?v=kUYok77mMCk (voir à 0:40)

Cordialement

[Jaunin]

C'était déjà juste pour se faire une idée, maintenant il faut reprendre pour affiner les calculs.
Avec le support pour maintenir la chambre horizontal.

[Jaunin]

Il faudra encore tenir compte du poids propre de l'ensemble plus le poids de la personne à l'intérieur.
Le système sera posé sur un support de forme à trois points.

[Jaunin]

Quelle que informations sur les enceintes sous pression.

http://www.google.ch/url?sa=t&rct=j&...Ns1NglezQC7i2Q

https://www.google.ch/url?sa=t&rct=j...ZqO3O0XUqxEEDg

[sedibald]

Merci Jaunin!