Dimensionnement d'un disque de rupture
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Dimensionnement d'un disque de rupture



  1. #1
    invitee4e46fcd

    Dimensionnement d'un disque de rupture


    ------

    Bonjour à tous,

    J'ai un problème auquel je souhaiterais avoir des réponses:
    Je dois concevoir une enceinte de traitement chimique en Polypropylène .
    Cette enceinte contient de l'ammoniac liquide (élément qui traite en surface un produit à l'aide de ses vapeurs) et ce genre de système doit être hautement sécurisé en cas de problème de fuite.
    L'enceinte est hermétique et le traitement induit une augmentation de la pression due aux vapeurs de l'ammoniac.
    Pour gérer cette pression j'ai installé une soupape de décharge afin de ne pas aller au-dessus d'un certain seuil. Si cette dernière venait à dysfonctionner, il y aurait une augmentation significative de la pression pouvant aller jusqu'à l'explosion (ammoniac inflammable etc...)
    C'est pourquoi je dois y inclure un disque de rupture afin d'éviter une augmentation de la pression trop importante dans l'enceinte.
    Ce disque doit être taré à une certaine valeur de pression et c'est la que mon problème se pose.

    Je dois calculer le force/pression nécessaire à la rupture de mon enceinte afin de pouvoir tarer mon disque à 80% de cette valeur.

    Les données sont:

    Enceinte de 300*200*200mm et 15mm d'épaisseur en tout point
    Re PP : 37MPa
    Coeff poisson PP : 0.45

    N'hésitez pas si vous voulez plus d’informations.

    J'ai cru comprendre que le modèle RDM n'était pas applicable du fait de la matière et je ne sais vraiment pas par où commencer..

    En vous remerciant d'avance...

    Razmoket

    -----

  2. #2
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Dimensionnement d'un disque de rupture

    Bonjour, Razmoket18,
    Bienvenu sur le forum de Futura-Sciences.
    En quelle matière serait votre disque de rupture.
    Il existe dans le commerce des disques spécifiques.
    Cordialement.
    Jaunin__

  3. #3
    invitee4e46fcd

    Re : Dimensionnement d'un disque de rupture

    Bonjour,
    Le disque serait en inox/PTFE; deux matériaux qui résistent à l'ammoniac.

  4. #4
    invitee4e46fcd

    Re : Dimensionnement d'un disque de rupture

    J'ai déjà consulté pour des disques spécifiques. la seule variable manquante pour choisir ce dernier est la résistance de mon enceinte ..
    Je ferais mon choix a partir de ce résultat. (80% de la résistance max de l'enceinte.)

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Dimensionnement d'un disque de rupture

    Donc votre enceinte est un "cube" de 300*200*200mm et 15mm d'épaisseur en tout point
    Re PP : 37MPa
    Coeff poisson PP : 0.45

    En Polypropylène.
    Vos soudures sont intérieurs

  7. #6
    invitee4e46fcd

    Re : Dimensionnement d'un disque de rupture

    Bonjour,
    Nous usinons directement dans la masse il n'y a pas de soudure pour éviter d'avoir un problème d'étanchéité. De plus le PP est très difficilement soudable (obligation d'avoir un primaire) et la soudure plastique niveau étanchéité on peut trouver mieux.
    Les dimensions et hypothèses énoncées lors de votre dernier message sont correctes

  8. #7
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Dimensionnement d'un disque de rupture

    Comment se fera la fermeture de la partie par laquelle c'est fait l'usinage ?

  9. #8
    invitee4e46fcd

    Re : Dimensionnement d'un disque de rupture

    Afin de garder toujours le même effort sur le couvercle, j'ai mis en place des sauterelles avec crochet entre le bâti et le couvercle.
    L'étanchéité se fait à l'aide d'un joint torique qui fait le tour de l'enceinte.
    On assimilera la liaison entre les deux parties à une liaison encastrement.

  10. #9
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Dimensionnement d'un disque de rupture

    Pour "essayer" une simulation de votre enceinte les dimensions sont intérieurs ou extérieurs.
    Les dimensions sont 300.0 [mm] longueur, 200.0 [mm] largeur et 200.0 [mm] hauteur ?

  11. #10
    invitee4e46fcd

    Re : Dimensionnement d'un disque de rupture

    Les dimensions sont intérieures, toutes en millimètres et conformes à votre dernier message.
    Toutes les parois sont épaisses de 15 MM.

  12. #11
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Dimensionnement d'un disque de rupture

    C'est juste pour information si vous ne l'aviez pas déjà vu.

    http://pdf.directindustry.fr/pdf/don...2347.html#open

  13. #12
    invitee4e46fcd

    Re : Dimensionnement d'un disque de rupture

    Le lien que vous m'avez envoyé est mort, il ne mène nulle part.
    Si vous vouliez me montrer des exemples de disques j'ai déjà pris connaissance de la manière de les dimensionner la seule variable manquante reste cet effort maximal admissible par l'enceinte...

  14. #13
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Dimensionnement d'un disque de rupture

    Savez-vous comment sera usiné votre caisson, avec une fraiseuse ?
    J'ai fais un simulation mais pour l'instant avec des angles vif, impossible en usinage, j'ai de forte contrainte dans les angles.
    Je fais refaire avec un rayon de fraise.
    En cliquant sur le lien voici ce que j'obtiens :
    Images attachées Images attachées

  15. #14
    invitee4e46fcd

    Re : Dimensionnement d'un disque de rupture

    Le caisson est usiné par une fraise, j'ai déjà mis des congés r10 dans les 4 coins de l'enceinte

  16. #15
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Dimensionnement d'un disque de rupture

    Il faudra aussi prévoir un rayon dans le fond avec une fraise hémisphérique de R10 [mm]

    Donc avec des rayons, pas d'angle droit, si je mets une pression de 3.0 [bar] dans votre cuve j'obtient des contraintes VM de 33.0 [MPa]
    Et un gonflement des parois de 2.0 [mm]

    Pour être un peu plus sûr il faudrait avoir la fiche technique de la matière utilisée, car les caractéristiques varient.

  17. #16
    invitee4e46fcd

    Re : Dimensionnement d'un disque de rupture

    Bonjour,
    Le fond de l enceinte est plat et j ai mis un rayon d outil de 0,4 au fond.
    Donc si j ai bien compris, si on injecte 3bar de pression mon enceinte va fléchir de 2mm mais rester dans la déformation plastique ?

  18. #17
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Dimensionnement d'un disque de rupture

    Il faut que je refasse la simulation avec votre rayon de 0.40 [mm] au fond.

  19. #18
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Dimensionnement d'un disque de rupture

    Le rayon de 0.4 [mm] me créer une amorce de rupture même avec 2.0 [bar]
    Pouvez vous créer un rayon en fond de cuve ?

  20. #19
    invitee4e46fcd

    Re : Dimensionnement d'un disque de rupture

    Bonjour!

    Merci de votre réponse et de vous être occupé de ce topic !
    Je rentre de vacances et j'aimerais avoir les différents calculs que vous avez effectué pour mieux comprendre la méthode utilisée. Est-ce possible?
    Cordialement

  21. #20
    invitee4e46fcd

    Re : Dimensionnement d'un disque de rupture

    De plus le fond sera surement incliné pour une éventuelle vidange mais mais je pense que l'on peut négliger la pente de 3° et l'assimiler à un fond plat.

  22. #21
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Dimensionnement d'un disque de rupture

    Je reprends cela dans un moment il faut que je me remette dans le coup.

  23. #22
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Dimensionnement d'un disque de rupture

    Je n'ai pas de feuille de calculs, c'est une simulation en EF.
    Je pourrais vous mettre l'image des contraintes.

  24. #23
    invitee4e46fcd

    Re : Dimensionnement d'un disque de rupture

    Bonjour,

    Simulation en EF ??
    Oui j'aimerais avoir quelques captures d'écran afin de comprendre la méthode utilisée pour la résolution du problème.

    En vous remerciant

  25. #24
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Dimensionnement d'un disque de rupture

    Bonjour,
    Voici une vue de 1/8 de l'intérieur de votre cuve.

    On vois que le fond avec son rayon de 0.4 [mm] est en amorce de contrainte sous une pression de 2.0 [bar].
    Pourriez faire affûter votre fraise de rayon de 10.0[mm] avec la quelle vous usiné votre cuve, avec un rayon en bout de lèvre plus grand ?
    Cordialement.
    Jaunin__
    Images attachées Images attachées  

  26. #25
    invitee4e46fcd

    Re : Dimensionnement d'un disque de rupture

    Bonjour,
    Je suis de retour à mon poste de travail (je suis en alternance) et je tiens à vous remercier pour le temps et l'investissement dépensé sur ce problème.

    Quel logiciel d'éléments finis avez-vous utilisé?
    En ce qui concerne les rayons de fond de cuve et ceux de la fraise, ils sont modifiables, nous disposons d'un grand panel d'outils et je n'en suis qu'à l'étude CAO.

  27. #26
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Dimensionnement d'un disque de rupture

    Bonjour,
    Le logiciel c'est Creo et Simulate 3 M100 de PTC.
    Cordialement.
    Jaunin__

  28. #27
    invitee4e46fcd

    Re : Dimensionnement d'un disque de rupture

    Bonjour Jaunin,

    Je souhaitais vous remercier pour le temps dépensé durant l'étude de ce problème.
    J'ai mené à bout le projet qui m'a été confié et c'est très clairement en partie grâce à vous.

    Vive futura-sciences, vive Jaunin, vive la République et vive la France!!!

  29. #28
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Dimensionnement d'un disque de rupture

    Bonjour,
    Je vous remercie pour votre retour et je suis content d'avoir pu modestement vous aider.
    Cordialement.
    Jaunin__

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