Calcul de contraintes lors d'un choc

[invite19d75911]

Bonjour,

Je suis confronté au problème suivant, un objet tournant (type roue) dont le couple moteur Cm est connu, de vitesse de rotation w et dont le moment d'inertie J est connu rentre en contact avec un objet type poutre sur un rayon Rc, il faudrait qu'à partir de là je détermine les efforts lors de l'impact afin de dimensionner la "poutre" afin qu'elle ne cède pas lors de l'impact et qu'elle permette l'arrêt du système. N'ayant aucune expérience en physique des choc et ne réussissant pas à trouver ce qu'il me faut sur le net, je me tourne vers vous dans l'espoir que quelqu'un éclaire ma lanterne.

Merci d'avance
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[invite6dffde4c]

Bonjour.
Faites un schéma (à main levée) de l’ensemble :
http://forums.futura-sciences.com/ph...s-jointes.html
Donnez-nous les dimensions, le moment d’inertie de la partie tournante et la vitesse de rotation.
Est-ce une roue qui tourne sur un axe fixe, ou elle est celle sur laquelle roule un camion ?
Au revoir.

[invite19d75911]

Voici un schéma grossier du mécanisme.
Le disque à arrêter se trouve sur un axe fixe vertical et la "poutre" venant arrêter le système viendra par en dessous et rentrant en collision avec une butée présente sur le disque. Le nouveau mécanisme n'étant pas fini, je n'ai que le moment d'inertie du dernier système, c'est pour cela que je laisse J et pour ce qui est de la vitesse de rotation, cela dépend d'une excitation extérieur. Ce qui m’intéresse ici est surtout le résonnement.

[Jaunin]

Bonjour, Benivl,
L'arrêt de votre disque lors du contact de la butée avec la "poutre" est instantané ?, sur 0.0 [mm] ?
Cordialement.
Jaunin__

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite19d75911]

Ce serait effectivement le cas

[invite6dffde4c]

Re.
Vous êtes tombé dans le méchant piège de mon ami Jaunin (que je salue). L’arrêt ne peut pas se faire ni instantanément ni dans une distance nulle. Cela impliquerait des forces infinies.
Il faut donc que vous prévoyiez un arrêt dans une distance qui ne demande pas des forces trop élevées pour la résistance mécaniques des composants.
A+

[invite19d75911]

Re
C'est bien ce qui me semblait, cependant, en considérant les solide comme partiellement déformable, n'est-il pas possible de trouver un modèle pouvant s'approcher de la réalité?
Cordialement

[invitef29758b5]

Salut
En général on dissocie freinage et indexage .
Sinon je ne donne pas cher de ton pion .
Soit il se tord , soit il casse comme du verre .

[invite6dffde4c]

Re.
Vous pouvez mettre une espèce de ressort pour arrêter la rotation. Mais l’objet rebondira et partira en marche arrière.
Il faut prévoir un amortisseur qui absorbe l’énergie cinétique.

Avec les informations que vous donnez on ne peu guère aller plus lois.
Vous voulez qu’on vous aide à résoudre un problème sue vous ne voulez pas décrire complètement.

Je n’ai pas de boule de cristal ni envie de résoudre des devinettes.
A+

[Jaunin]

Bonjour,

méchant piège

Non, non.

Il faut admettre une certaine distance d'arrêt.
On peut utiliser un dashpot, certain peuvent freiner le recul d'un canon.

Cordialement.
Jaunin__

[Jaunin]

Re,
C'est juste pour informations.
Cordialement.
Jaunin__

http://etd.lib.metu.edu.tr/upload/12617647/index.pdf

http://writing.engr.psu.edu/me5984/poynor.pdf

[invitef29758b5]

On peut utiliser un dashpot, certain peuvent freiner le recul d'un canon.

Ou un amortisseur .

[invite19d75911]

Re,

Veuillez m'excuser, je suis actuellement en stage et on me demande de dimensionner un système d'arrêt pour un système d'éolienne type savonius et l'un de ces systèmes est celui décrit plus haut (ce n'est pas mon idée et je suis plutôt contre car trop brutal et engendrant de trop grande contraintes mécaniques) où l'éolienne est d'abord ralentie via un freinage électro-magnétique, puis stoppé via un "pen" (la "poutre"). Mon tuteur de stage veut que je le modélise sous forme de masse propulsé contre une poutre afin de pouvoir dimensionner le support de ce "pen" (mais la modélisation du choc me pose problème).

Voici un schéma un peu plus détaillé ;


Dans cet exemple je considère l'ensemble "pen"/poutre comme un seul ensemble, le "pen" se déployant sous l'effet d'un vérin (contact plan entre les deux).
J'ai donc accès:
- au moment d'inertie de l'éolienne car déjà modélisé sous SOLIDWORKS (qui donne accès à son moment d'inertie) noté J,
- à la vitesse de rotation (rad/s) notée w,
- au couple induit par l'effet du vent sur l'éolienne, soit le couple moteur notée Cm,
- au rayon de contact du "pen" noté Rc,
- suivant le matériau choisi pour le support, les caractéristiques seront connus

Au final il me faudrait un modèle me permettant de réaliser mon étude, mais pour l'instant je n'ai rien pu trouvé.

[invite19d75911]

De plus, j'avais émis la proposition d'un amortissement hydraulique ou pneumatique, mais l'idée a été rejeté car demandant trop d'entretien (système devant fonctionner 30 ans sans entretien avec une fréquence d'utilisation d'environ 4 à 5 fois par an.

[invitecaafce96]

Bonjour ,
Je ne comprends pas le but et la contrainte de l'arrêt " brutal ", tout le contraire de ce qu'il faut faire ...

Vous avez un disque ? J'installe un frein à disque , un ou plusieurs étriers si nécessaire à commande mécanique ou hydraulique ou électrique ou un mix .

[Jaunin]

Avez-vous fais une recherche sur les accident d'éoliennes, car en cas de rupture les pales peuvent allez très loin

[invitef29758b5]

En attendant de voir l' image :
Ta poutre , c' est un "pen" , un(e) "pin" , ou un "pêne" ?

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Vous ne pouvez pas arrêter votre éolienne avec un pin. Le pin ne sert qu’à la bloquer une fois arrêtée.
Il faut l’arrêter par d’autres moyens, puis, la faire tourner pour mettre l’encoche face au pin, puis insérer le pin pour la bloquer.

Est-ce que quand on veut arrêter l’éolienne, le vent la fait encore tourner ?
C’est encore plus dur.

Renseignez vous sur la méthode utilisée par la concurrence, car elle a peut-être trouvée une bonne solution.
Au revoir.

[invite19d75911]

Re,

D'abord, merci pour vos réponses, je me sens un peu moins seul ^^
Pour ce qui est du frein à disque, je l'ai déjà fait l'étude et dimensionné, mais mon tuteur entreprise veut absolument que je dimensionne cette "solution" (elle vient de lui). Le but est réellement d'arrêter l’éolienne, et étant de type savonius, les pales ne risque pas de se détacher comme cela. De plus, le vent la fait effectivement tourner au moment où l'on veut l’arrêter.

Bref, je commence à désespérer, surtout face à l'obstination de mon tuteur qui ne veut rien écouter lorsque je lui dis que ce n'est pas une bonne idée (pour lui c'est la meilleure...)

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Le plus simple serait de changer de tuteur. Mais je pense que vous n’avez pas le choix.
Quelles sont les dimensions de la partie mobile ? Des cm ? Des m ?

Ce qui est plus gênant est que l’éolienne est probablement branchée sur un mécanisme tournant (moteur, générateur, etc.) qu’il faut arrêter aussi « instantanément ». C’est débile.
On peut adoucir un peu le choc, en montant le pin sur un support élastique qui lui permette de tourner un peu avec l’éolienne.
Au revoir.

[invitecaafce96]

Re,
Bon , le " pin " en bon français mécanique , c'est un pion . Qui nous revient en "pin" car , en anglais, l' équivalent du pion , c'est " centering pin " ou " locking pin " .

Pour le reste , oui , c'est totalement débile ,et n'importe quoi , juste le contraire de ce qu'il faut faire ...

[invite6dffde4c]

Re.
Je ne trouve pas « pion » avec ce sens dans le CNRTL
Mais on trouve « téton », que l’on trouve dan le CNRTL.
A+

[invitef29758b5]

Pion , doigt , pinnule , (pinoche) , locating , (biroute)...
Termes très courants en mécanique .
Peut être pas connus sur RTL

L' essentiel c' est qu' il doit
_ Rentrer à la volée dans son orifice => pour moi c' est quasi impossible Si on stop l' éolienne c' est parce qu' elle tourne trop vite
_Ne pas casser net sous le choc , ni se déformer plastiquement => Trouver la limite entre mou et fragile
Et bien sur , le choc ne doit pas provoquer de rupture dans le reste du système .

[invite19d75911]

Re,

C'est exactement mon problème, mais je ne sais pas du tout comment l'aborder... J'ai beau chercher, je ne sais pas comment faire ça.

[invite3498e9a5]

Le plus simple, monte une maquette à l'échelle 1/10e, avec des composants dimensionnés en conséquence (prend une dynamo de vélo pour le générateur), à l'exception de la pinette que tu prends très résistante, tu mets le tout devant un (ou plusieurs) ventilateurs suffisamment pour entrainer le tout, et paf, tu déclenches la pinette bloqueuse.

Et là, tu vois ce qui arriveras
(NB: pense à mettre ton maitre de stage perpendiculairement à l'axe de l'éolienne, et pas trop loin, ça pourrais te servir pour terminer ton stage avec quelqu'un d'autre, et toi recule assez loin ...)

[invite19d75911]

C'est une éolienne à axe vertical, donc à moins de le mettre au dessus, ce sera difficile. Mais c'était une bonne idée ^^

[invite3498e9a5]

Ah mince, mais les pales de l'éolienne risquent de valdinguer à l'horizontale, donc c'est bon quelque soit la position, sauf que le point précis de décrochement par rapport à la position de la pinoche, de chaque pale est compliqué à prévoir...
Bon, suffisamment près, il y a une forte probabilité pour qu'une au moins aille dans la bonne direction, tout dépend du nombre de pale.
J'en mettrai 24, cela fait une tous les 15°, donc à 1 m de distance, donc une pale tous les 25 cm, ça doit le faire...

[invitef29758b5]

J'ai beau chercher, je ne sais pas comment faire ça.

C' est là que ton mentor doit jouer son rôle .
Tu es là pour apprendre , et tu n' es pas censé tout savoir .

[invite19d75911]

Il vient justement de me dire qu'il n'y arrivait pas et que c'était à moi de trouver

[invite6dffde4c]

Re.
Peut-être qu’il vaudrait mieux que vous mettiez les pieds dans le plat et avouiez qu’en désespoir de cause vous avez posé la question dans un forum et que tous les participants (dont une large partie avec des connaissances et de l’expérience) vous ont dit que ce n‘était pas possible.

Que pensent mes collègues ?
A+