Relation force et vitesse dans un amortisseur hydraulique

[francis0621]

Bonjour,

Je considère le cas d'un amortisseur constitué d'un piston étanche en translation dans un cylindre avec en bout de cylindre un orifice de sortie de l'huile de section variable. Pour simplifier, on ne considère que le mouvement aller du piston.
Je constate expérimentalement que si on applique un mouvement sinusoïdal au piston, la force est plus élevée (à vitesse égale) pendant la phase de décélération que pendant la phase d’accélération. La différence est très notable (30 à 50% voire plus). la différence de force augmente lorsqu'on ferme l'orifice de sortie de l'huile.
Donc la force ne dépend pas uniquement de la vitesse (comme je le croyais) mais aussi de l'accélération ? ou du volume d'huile entre le piston et l'orifice de sortie ?

Mes connaissances en mécanique des fluides étant très limitées, merci de vos hypothèses ou explications de ce phénomène
Cordialement.

Francis
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[phys4]

Bonsoir,
Ces amortisseurs sont normalement linéaires, c'est à dire que la force est proportionnelle à la vitesse de déplacement, cela devrait se vérifier avec une bonne précision.
Attention de ne pas vider l'amortisseur, il doit rester plein d'huile.

Si vous utilisez un amortisseur de voiture, il faut savoir qu'ils ont une constante de freinage différente dans les deux sens, ceci est réalisé à l'aide d'une soupape interne. Le but est de freiner fortement quand la roue monte et de laisser descendre la roue dans l'autre sens, afin qu'elle adhère en permanence à la route.
Sans ce dispositif les amortisseurs de voiture auraient une effet dangereusement nocif sur la tenue de route.
Au revoir.

[RomVi]

Bonjour

Non ils ne sont pas linéaires, la force évolue avec le carré de la vitesse, ce qui est logique puisque la perte de charge évolue avec le carré de la vitesse (ou du débit) du fluide à travers l'orifice.

[le_STI]

Salut.

As-tu fait un essai à vitesse constante (mis à part la phase d'accélération initiale, évidemment) pour vérifier si l'amortissement ne dépend pas de la position de la tige?

[A voir en vidéo sur Futura]

[francis0621]

Bonjour,

Merci pour ces réponses. D'accord avec la vitesse au carré (Bernoulli).
L'idée de faire une manip à vitesse constante me plait beaucoup ! J'espère faire la manip semaine prochaine et te tiens au courant.
Bonne journée.
Francis

[francis0621]

Bonjour,

Expérience faite, si la vitesse est constante, la force est bien constante ceci pendant tout le trajet du piston.
Donc cela dépend de l'accélération. Mais pourquoi ?
Merci de vos hypothèses.
Cordialement

Francis

[le_STI]

Salut.

je dirais : "fluide non newtonien".

Mais ce n'est qu'une piste à explorer, je ne peux rien affirmer...

[francis0621]

Bonsoir,

Merci pour la piste.
C'est vrai que finalement l'effet revient à une variation de viscosité. Si cela peut te donner une autre idée cet effet n'est notable qu'à partir de fortes pressions. A noter aussi que le diamètre équivalent de l'orifice est très faible (<1/10mm à la louche).
A+

Francis

[francis0621]

Bonsoir,
Après lectures, l'explication de l'augmentation de la viscosité due à la pression me semble intéressante. Surtout que c'est un effet surtout notable à haute pression, ce que je retrouve expérimentalement.
A+
Francis

[Jaunin]

Bonjour,
Avez-vous fais une recherche sur les DASHPOT ?
Cordialement.
Jaunin__

[francis0621]

Bonjour.

Oui j'avais parcouru quelques documents sur les dashpot. Mais rien trouvé d'assez clair (sans y passer non plus beaucoup de temps). Pour l'instant, je reste sur l'hypothèse d'une augmentation de la viscosité due a la forte pression. Je me trompe peut-être mais au moins ca me semble logique si la pression devient trop forte, on dépasse la zone où l'on considère le fluide comme incompressible et du coup la viscosité augmente ce qui explique ma constatation experimentale. Merci des retours éventuels.
Cordialement.
Francis

[le_STI]

Salut.

Dans le premier message tu as écrit que la force était différente pour une même vitesse selon que la tige était en phase d'accélération ou de décélération.

Mais comment la vitesse est-elle relevée? Ne faut-il pas remettre en question les mesures?

[francis0621]

Bonjour et désolé pour la réponse tardive,

Les moyens de mesure sont fiables (capteur LVDT et de force suivis en métrologie).
merci, a+

Francis