Comment mesurer une force ou une résistance ?

[alexandrehrct]

Bonjour à tous je suis en classe de terminale scientifique spécialité sciences de l'ingénieur, avec mon groupe on a un PPI à réaliser qui consiste à construire un compacteur de bouteille/canette tout en expliquant les choix des pièces ect...
Mon travail dans le groupe est de choisir la force du vérin hydraulique et pour cela il faut mesurer la résistance d'une bouteille/canette ou la force pour pouvoir la compacter dans sa longueur. J'avais pensé à écraser une bouteille sur une balance pour avoir une masse nécessaire, mais je me suis dit que ça ne sera pas assez précis ect... Donc si quelqu'un a une idée pour mesurer la force qu'il faut exercer pour compacter une bouteille/canette, ça serait vraiment cool ?

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[antek]

Poser sur la canette une grosse bouteille et la remplir avec de l'eau, parpaings, etc

[alexandrehrct]

tu sais qu'une canette peut résister à environ 80 kg ? si elle est en bon état

[Tifoc]

tu sais qu'une canette peut résister à environ 80 kg ? si elle est en bon état

Alors pourquoi poser la question ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[antek]

tu sais qu'une canette peut résister à environ 80 kg ? si elle est en bon état

Non, mais ce n'est pas pour ça qu'il faut 80 kg pour l'écraser.

[RomVi]

Bonjour

Une balance sera bien assez précise, car ta canette n'est pas un "étalon d'écrasement". Il faudra peut être 100kg lors d'un essai, 55 pour un autre, 85 pour un suivant etc
Voici ce que tu devrais plutôt faire :
- Utiliser un dispositif pour augmenter graduellement la force sur la canette
- Relever chaque fois le poids indiqué lors de l'écrasement
- Répéter l’expérience une 20aine de fois, et déterminer la valeur moyenne et la dispersion.

La proposition d'y poser des parpaings est vraiment stupide, que va il se passer lorsque la canette va s'effondrer, avec une centaine de kg de parpaings posés dessus et un ado placé juste à coté ?

[Dynamix]

Salut

- Répéter l’expérience une 20aine de fois, et déterminer la valeur moyenne et la dispersion.

Totalement inutile .
Il faut se baser sur le cas le plus défavorable .
Qui peut le plus peut le moins .

[alexandrehrct]

Bonjour

Une balance sera bien assez précise, car ta canette n'est pas un "étalon d'écrasement". Il faudra peut être 100kg lors d'un essai, 55 pour un autre, 85 pour un suivant etc
Voici ce que tu devrais plutôt faire :
- Utiliser un dispositif pour augmenter graduellement la force sur la canette
- Relever chaque fois le poids indiqué lors de l'écrasement
- Répéter l’expérience une 20aine de fois, et déterminer la valeur moyenne et la dispersion.

La proposition d'y poser des parpaings est vraiment stupide, que va il se passer lorsque la canette va s'effondrer, avec une centaine de kg de parpaings posés dessus et un ado placé juste à coté ?

t'as raison c'est exactement ce que je veux faire, mais justement avec quelle machine ou quel procédé, faudrait une sorte de machine, comme une presse, où on peut régler la pression...

[alexandrehrct]

Salut


Totalement inutile .
Il faut se baser sur le cas le plus défavorable .
Qui peut le plus peut le moins .

oui c'est sûr il faut que je prenne la valeur de la canette la plus résistance en gros

[RomVi]

Salut


Totalement inutile .
Il faut se baser sur le cas le plus défavorable .
Qui peut le plus peut le moins .

Tu devrais réfléchir un minimum avant de poster ce genre de remarque.

Combien faudra il faire d'essais pour déterminer le cas le plus défavorable ?
Réponse: Une infinité... sauf si on étudie la dispersion, et que l'on prend une marge de sécurité motivée par la dispersion des valeurs, usuellement dans l'industrie 6, mais dans le cadre de ce TP on pourra se contenter de 3

[RomVi]

t'as raison c'est exactement ce que je veux faire, mais justement avec quelle machine ou quel procédé, faudrait une sorte de machine, comme une presse, où on peut régler la pression...

Le plus simple serait à mon avis de prendre un cric de voiture que l'on va coincer dans un cadre en acier. Pour mesurer la force la solution la plus abordable à mon avis serait de mesurer la déformation d'une barre en acier ressort, sur laquelle est posée le cric, avec un comparateur si possible.

[alexandrehrct]

bon du coup je fais comment les gars ? je fais plusieurs expériences, balance, parpaings... et je fais une moyenne ?

[Dynamix]

Mon travail dans le groupe est de choisir la force du vérin hydraulique

Pourquoi un vérin hydraulique ?
Pour des efforts aussi faibles ça ne se justifie pas .

bon du coup je fais comment les gars ? je fais plusieurs expériences, balance, parpaings... et je fais une moyenne ?

Méthode simple :
Tu fais 10 essais .
Tu prends la valeur maxi et tu multiplies par 3

Mais on peut faire plus compliqué .
Faire 11 éssais
Calculer la moyenne et l' écart type
Ajouter à la moyenne trois fois l' écart type
Multiplier le résultat par 3

Comme presse une perceuse à colonne , ça doit être possible (à vérifier)

[alexandrehrct]

Pourquoi un vérin hydraulique ?
Pour des efforts aussi faibles ça ne se justifie pas .


Méthode simple :
Tu fais 10 essais .
Tu prends la valeur maxi et tu multiplies par 3

Mais on peut faire plus compliqué .
Faire 11 éssais
Calculer la moyenne et l' écart type
Ajouter à la moyenne trois fois l' écart type
Multiplier le résultat par 3

Comme presse une perceuse à colonne , ça doit être possible (à vérifier)

Le vérin hydraulique me paraît bien, j'avais pensé à un moteur avec une vis sans fin mais ca mettrait plus de temps

[Dynamix]

Le vérin hydraulique me paraît bien

C' est un peu léger comme justification .
Moi , vu le prix d' une centrale hydraulique , ça me parait pas "bien" du tout .
C' est un rouleau compresseur pour écraser une noisette .

j'avais pensé à un moteur avec une vis sans fin mais ça mettrait plus de temps

Tu veux dire vis/écrou , je supposes .
L' engrenage roue et vis (vis sans fin) ne transforme pas une rotation en translation .
Le temps dépend de la conception de votre système et de la puissance du moteur .

Il y a d' autres solutions pour transformer mécaniquement une rotation en translation .
Tu les as exploré ?

[RomVi]

Une colonne de perceuse n'est pas du tout faite pour ça...

Pourquoi faut il toujours que des personnes n'ayant manifestement aucune expérience dans le domaine de la question posée se sentent obligées de répondre, le plus souvent en donnant de très mauvais conseils ?

[antek]

bon du coup je fais comment les gars ? je fais plusieurs expériences, balance, parpaings... et je fais une moyenne ?

Les parpaings c'était pour opérer une sélection naturelle . . .
Un fût métallique se trouve en cherchant un peu, s'il se renverse d'une hauteur de 15 cm aucun risque s'il est rempli d'eau.
Ensuite à quoi va servir cette force mesurée ?
Il serait judicieux que le dispositif de compactage ait besoin d'une force bien inférieure à la résistance max de la canette.
Par exemple en appliquant une force non uniformément répartie.

[Dynamix]

Une colonne de perceuse n'est pas du tout faite pour ça...

Un parpaing non plus .
En l' absence de machine "faite pour ça" , on est bien obligé d' utiliser une machine "pas faite pour ça" .
Si je parle de la perceuse , c' est qu' on l' utilise couramment comme une presse pour emmancher des bagues .

Pourquoi faut il toujours que des personnes n'ayant manifestement aucune expérience dans le domaine de la question posée se sentent obligées de répondre, le plus souvent en donnant de très mauvais conseils ?

Si seules les personnes qui ont ton immense savoir avaient le droit de s' exprimer , le forum deviendrait un monologue

[RomVi]

Laissons de coté les moqueries, qui sont l’apanage de ceux qui n'ont aucun argument à exposer, et reprenons un peu ton "historique" : Tu commences par intervenir pour dire qu'il est inutile de faire plusieurs essais, pour ensuite dire exactement le contraire quand tu te rend compte de ta bourde, puis tu conseilles d'utiliser une colonne de perceuse comme presse, alors que cet outil ne sert qu'à faire descendre une perceuse, et ne doit jamais être utilisé pour forcer, puis tu termine dans une justification plus que hasardeuse. Je pense que ceci est assez révélateur de la pertinence de tes conseils.
Si tu ne connais rien à la question posée contentes toi de répondre sur une autre. Personnellement mon domaine est en rapport avec les essais dans l’industrie, je ne vais pas m'amuser à répondre sur des sujets de physique quantique où je ne connais rien du tout.

[Dynamix]

Il serait judicieux que le dispositif de compactage ait besoin d'une force bien inférieure à la résistance max de la canette.
Par exemple en appliquant une force non uniformément répartie.

C' est très juste .
Ecraser la boite en appuyant bien dans l' axe du cylindre demande beaucoup d' efforts .
On peut s' aider en décalant l' effort , ou en écrasant un peu les cotés .

Mais le résultat dépend aussi de l' effort final : plus il est élevé plus le volume du déchet est faible .
Suivant le résultat désiré cet effort final peut être aussi très important .

[antek]

Mais le résultat dépend aussi de l' effort final : plus il est élevé plus le volume du déchet est faible .
Suivant le résultat désiré cet effort final peut être aussi très important .

là on est déjà à la conception.
Si c'est une bielle-manivelle, s'arranger pour que la fin d'écrasement corresponde à la position du maneton fournissant le maximum de force.
Etc . . .

[alexandrehrct]

En faite vous m'aider bien, mais je cherche juste la force qu'il faut exercer pour écraser une canette pour ensuite déterminer avec pertinence le moteur, vérin, ect.... Je sais pas si je vais prendre un vérin hydraulique comme beaucoup me le disent et je sais très bien que si on donne une pichnette sur le coté du canette elle sera beaucoup moins résistante à la force, la semaine prochaine avec mes collègues on va déterminer comment on peut écraser grâce à sa déformation par exemple, quand on sera le point faible de la canette elle sera logiquement beaucoup moins résistante ET DE LA on aura besoin de calculer la force verticale pour qu'elle s'écrase alors qu'on l'aura déjà déformer sur les côtés

[antek]

mais je cherche juste la force qu'il faut exercer pour écraser une canette

Ben . . . tu as tout ce qu'il faut !

[alexandrehrct]

Ben . . . tu as tout ce qu'il faut !

bah il y a la balance et les parpaings, c'est déjà bien mais je pensais qu'il y avait une autre solution beaucoup plus simple et pertinente

[Dynamix]

En faite vous m'aider bien, mais je cherche juste la force qu'il faut exercer pour écraser une canette pour ensuite déterminer avec pertinence le moteur, vérin, ect....

Cette force est déterminante pour la toute conception .
Mais je soulignais le fait que ce n' est pas seulement la force en début d' écrasement qui compte . Il faut aussi évaluer la force en finale qui est conditionnée par le volume final de la boite .
Les deux moments forts , c' est le début et la fin .

[alexandrehrct]

Cette force est déterminante pour la toute conception .
Mais je soulignais le fait que ce n' est pas seulement la force en début d' écrasement qui compte . Il faut aussi évaluer la force en finale qui est conditionnée par le volume final de la boite .
Les deux moments forts , c' est le début et la fin .

ouai je suis d'accord là dessus

[le_STI]

Salut.

Une question essentielle pour pouvoir t'aider: à quel type d'outillage as-tu accès?
Avez-vous un atelier dans ton lycée?

Si oui, il te suffirait d'utiliser une presse à crémaillère et une clé dynamométrique pour pouvoir estimer, par itérations, la force nécessaire à l'écrasement d'une canette. L'inconvénient est que ça peut être relativement long, l'avantage par contre est que tu pourras maitriser la vitesse d'écrasement de la canette (pour pouvoir évaluer la force à différents stades d'écrasement, par exemple).
Je te laisse réfléchir au principe et aux calculs que tu devras faire (c'est toujours bien de pouvoir appliquer certaines théories que vous avez dû aborder en cours) pour pouvoir mener à bien cette expérience.

[Dynamix]

Un système genre pressoir , c' est assez simple à fabriquer .
https://www.amazon.fr/Presse-fruits-.../dp/B00OJ1I6QQ

[alexandrehrct]

J'ai trouvé comment faire, j'ai utiliser un étau pour compresser et j'ai insérer un capteur d'effort entre la canette et l'étau, merci pour votre aide, je vous demanderais surement pour d'autres problèmes

[Rachilou]

Le vérin hydraulique me paraît bien, j'avais pensé à un moteur avec une vis sans fin mais ca mettrait plus de temps

Bonjour,

Si vous disposez d'un étau suffisamment robuste et assez grand, vous pouvez vous en servir pour faire la mesure.