Etude amortisseur à lame et RDM

[Ardentino]

Bonjour,

Pour un nouveau travail, je dois réaliser un amortisseur à lame. En effectuant plusieurs recherches des questions, me sont venue, certaine plutôt simple (il me semble) d'autres un peu moins.

Tout d'abord pour une poutre encastré d'un côté dont je connais la section, existe-t-il une équation permettant de calculer sa raideur ?

Ensuite, toujours pour cette même poutre, si à l'autre extrémité, je lui applique une force, d'un point de vue rdm j'arrive à résoudre le problème. Cependant si à la place de la force, je viens "impacter" un solide de masse M à vitesse V, celui ci aura donc une énergie cinétique. Existe-t-il des équations pour étudier ce cas ? (flèches max, contrainte max, équation de la flèche en fonction du temps ...)

Enfin dans le cas d'un amortisseur (à lame ou non) comme doit-on le dimensionner ? Je connais la vitesse d'impact et la masse de mon objet qui doit être amortie (c'est un objet qui tombe à vitesse constante), je connais donc son énergie cinétique. Quelles sont les étapes suivantes pour dimensionner l'amortisseur ?

Je vous remercie par avance pour toute réponse partiel comme complète,
Ardentino.
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[LPFR]

Bonjour.
Je ne vois pas ce qu’est un amortisseur à lame.
Par contre je vois bien ce qu’est une suspension à lame.
Mais ces suspensions comportaient des amortisseurs à piston et huile, comme les suspensions à ressort hélicoïdal.
Au revoir.

[Ardentino]

Je viens de regarder sur internet, les amortisseurs à lame et les suspension à lame se confonde. Le principe d'un amortisseur à lame est d'utiliser les propriété mécanique d'un support pour en faire un amortisseur. C'est utilisé en aéronautique pour le train arrière des avions léger :



Comme le montre cette image c'est la lame en acier qui va amortir le choc en se "tordant". C'est pourquoi je cherche des réponses sur cette dynamique que je ne connais pas.

[XK150]

Bonjour ,
Peut être un amortisseur à friction : Voici ce qui était associé aux ressorts à lames dans le passé , jusqu'aux années 30 , ils sont même réglables !:
https://fr.wikipedia.org/wiki/Amorti...C3%A0_friction

[A voir en vidéo sur Futura]

[Dynamix]

Salut

Comme le montre cette image c'est la lame en acier qui va amortir le choc en se "tordant".

Faux : l' amortissement est du à l' aile .
Un ressort à lame ou autre s' oppose au déplacement (typiquement F = kx) . De ce fait il ramène toujours l' objet à une position d' équilibre .
Un amortisseur s' oppose à la vitesse de déplacement . Il absorbe l' énergie cinétique , ce que ne peut pas faire un ressort .

[Ardentino]

Salut


Faux : l' amortissement est du à l' aile .
Un ressort à lame ou autre s' oppose au déplacement (typiquement F = kx) . De ce fait il ramène toujours l' objet à une position d' équilibre .
Un amortisseur s' oppose à la vitesse de déplacement . Il absorbe l' énergie cinétique , ce que ne peut pas faire un ressort .

Donc si je comprends bien la lame du train sert de ressort et c'est l'aile de l'avion par force de traînée qui va servir d'amortisseur ?

[XK150]

Re
Les ressorts ( ... pas les amortisseurs ) monolame existent depuis .... un certain temps , en automobile par exemple , même en composite .
http://pierre-roubinet.pagesperso-or...tcomposite.htm

[le_STI]

Salut.

Premièrement, tu parles d'un ressort à lame, ou d'un amortisseur à lame (je ne connais pas ce dernier)?

Ensuite tout dépend de ce que tu appelles "raideur", mais connaissant la section, tu peux calculer le moment quadratique autour de l'axe qui t'intéresse et ensuite les formules de RDM te donneront le lien entre la charge et le déplacement.

Pour l'aspect "impact", je ne suis pas sûr de mon coup mais je partirais sur un transfert d'énergie cinétique en énergie potentielle élastique dans la poutre..... puis ladite poutre reviendra en position en renvoyant ton solide de là où il vient.

Si tu veux vraiment concevoir un amortisseur, celui-ci doit être capable de dissiper l'énergie cinétique.

EDIT: Je n'avais pas vu les réponses précédentes.

[Dynamix]

Donc si je comprends bien la lame du train sert de ressort et c'est l'aile de l'avion par force de traînée qui va servir d'amortisseur ?

C' est ça , mais par force de portance .

[Ardentino]

Merci à XK150 et le_STI pour le complément d'information.

Je pense donc que les documents que j'ai eu utilise le système de suspension ressort à lame et amortisseur du aux ailes et qu'avec un abu de langage c'est devenue amortisseur à lame.

Pour vous expliquer mon cas pratique, j'ai un objet de masse M qui tombe à une vitesse conne V, celui-ci se pose en 3 points et mon objectif est donc d'amortir la chute.
Si j'ai bien compris utiliser un ressort à lame est une partie de la réponse mais n'amortira pas ma chute ? Cependant avec le lien de XK150 je vois qu'il est possible d’absorber une partie de l’énergie cinétique par déformation, donc mon ressort à lame fait-il aussi office d’amortisseur ?

Je suis désolé mais j'ai une incompréhension sur ce sujet.

[Dynamix]

je vois qu'il est possible d’absorber une partie de l’énergie cinétique par déformation, donc mon ressort à lame fait-il aussi office d’amortisseur ?

Je ne dirais pas absorber , mais transformer . C' est toujours de l' énergie mécanique et c' est réversible .
Pour qu' il y ait amortissement , il faut transformer cette énergie de façon irréversible en énergie non mécanique et ensuite évacuer cette d' énergie .

[LPFR]

Re.
Il me semble que ce que Ardentino veut est d’adoucir les forces du choc. Un ressort de n’importe quel type peut le faire.
Mais il faut un dispositif qui absorbe l’énergie pour éviter que l’objet rebondisse (cf. Philae).
Dans le calcul des forces il faudra tenir compte de celles introduites par l’amortisseur (en plus de celle du ressort).
Donc, la première chose à savoir est quelle est l’accélération (décélération dans ce cas) que l’objet peut supporter. Avec la vitesse cela permettra de calculer la force de décélération et les dispositifs élastique et visqueux.
A+

[Ardentino]

Ok je comprends mieux mon problème et comment aborder la solution, cependant j'ai donc deux questions :

- Comment à partir des données d'entrer (Masse et Vitesse) je peux dimensionner mon support (section et matériaux) sous forme de ressort pour que celui-ci "adoucisse" correctement mon choc ? D'un point de vue algorithme de travail je ne vois pas comment m'y prendre. J'ai des connaissance en RDM statique mais en dynamique je ne sais pas comment faire.
- Pour ce qui est de l’absorbions de l'énergie, je dois donc réfléchir à un nouveau paramètre : ma décélération et celui-ci connu j'ai compris que je pourrais dimensionner mon dispositif absorbant l’énergie. Par contre avez-vous une idée pour savoir quelle dispositif utiliser ? Jusqu’à présent je pensais que c'était mon support qui absorberait l'énergie

[le_STI]

Le dispositif s'appelle un... amortisseur

Sérieusement, il m'est arrivé d'utiliser ce type d'amortisseur par le passé : https://www.bibusfrance.fr/produits-...s-industriels/

Si c'est une application pratique, les technico-commerciaux sauront d'aiguiller dans le choix du produit à utiliser.

[LPFR]

Re.
Il manque un tas de données pour pouvoir décider.
La première est l’accélération maximale que peut supporter l’objet.
Et évidemment, cela dépend de l’objet : un bébé ? Une brique ? Une camera ?
Est qu’il doit fonctionner plusieurs fois ou seulement une (comme ceux des atterrisseurs lunaire, martien, etc. ?
Quel est l’objet et quelles sont ses dimensions ?
Décrivez exactement ce que vous faites.
A+

[Ardentino]

Le dispositif s'appelle un... amortisseur

J'essaye de faire attention au vocabulaire que j'emplois car depuis le début j'ai l'impression de ne pas employé les bon mots.

Re.
Il manque un tas de données pour pouvoir décider.
...
Décrivez exactement ce que vous faites.
A+

Je suis resté vague sur mon projet car je cherche avant tout une explication générale pour mon problème : pour expliquer comment calculer la résistance d'une poutre à une force, je peux soit résoudre un cas pratique soit dire qu'il faut dans un premier temps connaitre les conditions aux limites puis effectuer la somme des forces et des moments... pour arriver à la formule de la contrainte max. C'est plus ce genre d'explication que je recherche.

Cependant je peux comprendre qu'il est compliquer de fournir des explications quand on manque d'informations et donc détailler mon projet si ça peut vous aider à m'aider ça ne peut être que bénéfique

Je conçois pour un projet perso une capsule avec un être humain à bord qui va tomber à une vitesse constante (non décidé aujourd'hui mais assez faible). Mon but est de dimensionner le système qui amortira le contact au sol. Pour ce faire je suis partie sur train d’atterrissage en 3 supports et je voudrais mettre en place le système le plus simple possible pour amortir c'est pourquoi je suis partie sur l'utilisation de la flexion du train pour amortir. Pour ce qui est de la fréquence d'utilisations, nous pouvons partir sur du 2 fois par jours.

[Dynamix]

Je suis resté vague sur mon projet car je cherche avant tout une explication générale pour mon problème

Commencer par un exemple concret est une bonne entrée en matière avant d' aller plus loin .

[XK150]

Re,
On voit mieux ...
Dans le principe oui , les 3 ( ou 4 ) lames permettent d'agrandir le polygone à l'atterrissage , j'ajouterai 3 amortisseurs , un par bras , de type automobile ,
réglables en amortissement , prix dérisoire .
Sinon pieds télescopiques , légèrement inclinés toujours pour augmenter la surface si nécessaire avec ressort hélicoïdal et toujours amortisseur :
les fourches avant moto , c'est exactement cela tout fait . Les fourches cross ont des débattements conséquents ( 0.30 m ) , ou fourche VTT .
Voilà de quoi s'inspirer ...Le bazar descend bien vertical ?
Doit il porter son train d'atterrissage ou bien peut on lui aménager son système fixe au sol , peut être plus simple , à voir .

[le_STI]

Voici un document qui pourrait t'aider : https://www.hpceurope.com/docFichesT...eurDeChocs.pdf

[Ardentino]

Re,
Dans le principe oui , les 3 ( ou 4 ) lames permettent d'agrandir le polygone à l'atterrissage , j'ajouterai 3 amortisseurs , un par bras , de type automobile ,
réglables en amortissement , prix dérisoire.

Tout d'abord mon objectif n'est pas d'acheter de matériel mais plus de le fabriquer de le dimensionner à des fins d'étude. Ensuite justement c'est dans ce bras ou au niveau de l'accroche que je souhaite mettre mon amortisseur, je ne veux mettre de système supplémentaire Voici un schèma simple en orange ma capsule et en vert mes trains.



Le tout descend bien verticalement mais je n'aurais rien de télescopique juste trois tige d’un certain matériau. C'est donc sur l'élasticité du matériau que je souhaite travailler. De ce que j'ai compris en utilisant la flexion de mon train je peux éviter la présence de ressort mais il me manque donc un amortisseur. Il me faudrait une solution mécanique dans le long de mon train.

Voici un document qui pourrait t'aider : https://www.hpceurope.com/docFichesT...eurDeChocs.pdf

J'avais déjà vue de doc mais il n'explique pas comment dimensionner mon amortisseur ce qui est mon objectif

[XK150]

Re,
Le long des bras sans que se soit télescopique , ça commence à devenir difficile ...
Colle : dessinez SVP , le système en position fléchie maximum , de préférence à l'échelle avec 2 ou 3 cotes .
Sur le même dessin que la position au repos .

[LPFR]

Re.
Il faudrait faire les lames (ou en ajouter) avec un matériau viscoélastique.
Mais là, je le laisse aux grandes personnes. Je n’y connais rien.
A+

[Ardentino]

Re,
Le long des bras sans que se soit télescopique , ça commence à devenir difficile ...
Colle : dessinez SVP , le système en position fléchie maximum , de préférence à l'échelle avec 2 ou 3 cotes .
Sur le même dessin que la position au repos .

Je sais que c'est difficile d'où le fait que je viens chercher de l'aide par ici
Pour le dessin je ferai un truc plus propre demain. Par contre il n'y a aucune cote pour l'instant je suis en phase de recherche il me manque plein de données réelles. Ce sont donc des variables sous forme de lettre dans des équations.

Re.
Il faudrait faire les lames (ou en ajouter) avec un matériau viscoélastique.
Mais là, je le laisse aux grandes personnes. Je n’y connais rien.
A+

Ok je vais me renseigner sur ce type de matériau merci.

[le_STI]

Salut.

Je comprends ton approche.

De même que LPFR, je pensais à un matériau capable d'absorner (ou plutôt transformer) l'énergie mécanique.

Une autre solution qui a peut-être été proposée plus tôt serait d'ajouter des éléments (des lames?) qui se frottent les uns les autres.

[Dynamix]

il me manque donc un amortisseur.

D' autant plus que ton système est un amortisseur , pas une suspension .
Il s' agit juste d' absorber l' énergie .
Une fois les bras pliés , il ne reviennent pas tous seuls à leur position initiale => exit les ressorts de rappel .