Dimensionnement plaque

[Marcopilon]

Bonjour, je suis étudiant et actuellement en stage et je cherche à faire un dimensionnement théorique rapide, mais j'y arrive pas.

On a un conduit, à section rectangulaire pour faire simple, ouvert sur le dessus (forme de U donc), de longueur L très grande (mais ce n'est pas important), horizontal, de section intérieure (base b)*(hauteur h).

Dans ce conduit, on place à un certain endroit une plaque toute simple, verticale, de mêmes dimensions que le conduit (donc base b, hauteur h, épaisseur e). Elle aura une mass vol. rho_p un module d'Young E, et de flexion G.

D'un coté de la plaque, on remplit ensuite le conduit à ras bord d'un liquide (de masse vol. rho). A priori je ne pense pas judicieux dans mon problème de considérer la plaque encastrée dans le conduit.

Je sais que la force du fluide sur la plaque à la hauteur z est : F(z)=rho*g*z*Surface_de_la_pla que

Comment dimensionner l'épaisseur "e" de la plaque pour qu'elle supporte d'elle même (en étant juste posée) la poussée du fluide (il n'y a pas d'écoulement) ?

Je ne connais rien en résistance des matériaux etc... et je me demandais comment procéder pour me donner une idée de e en fonction des données que j'ai.

Quelqu'un aurait-il une piste ?

Merci,

Marco.
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[invite19415392]

Si elle est juste posée, le risque c'est d'abord que la plaque tombe, avant même de considérer la moindre déformation.

[invite4e5d163c]

En étant juste posée ?

Il va falloir que tu nous donne la rugosité interne de ton conduit et des tranches de ta plaque ! Ill sufit ensuite que ta plaque soit assez lourde pour ne pas être poussée par le liquide...

M'parait étrange ce problème !

Je ne vois pas ou intervient la rdm la dedans...

La difficulté est de savoir quel est le poids effectif de liquide qui pousse ta plaque-bouchon pour faire une plaque plus lourde.

La deuxième dificulté est savoir si ta plaque glisse ou pas, et cela dépend des états de surface respectifs...

A suivre !
Salut !

[Marcopilon]

re bonjoir et merci de vos réponses.

Le but pour moi est de choisir un matériau pour faire la plaque, j'admet ne pas l'avoir précisé et c'était important pourtant !

De plus le conduit est métallique (en acier) et c'est "non négociable" , et en passant : pour corser le problème j'ai plusieurs cas de profils de conduits à considére (à chaque conduit sa plaque).

Donc d'après vous il faut considérer également des forces de frottement plaque-conduit sur tout le pourtour (celà rajoute donc des caractéristiques physiques supplémentaires et complexifiera les calculs).

Mais si on se donne une force répartie sur une plaque, et qu'on cherche déjà à minimiser la déformation maximale (mettons déformation< h/200), on doit pouvoir sortir une épaisseur e non ?

Je sais que ça peut se faire mais j'ignore comment celà se passe pour une plaque. De plus j'ai cru comprendre qu' on pouvait modéliser celà par éléments finis, mais il faut savoir qu'est ce qui est encastré et où.(et aussi avoir le logiciel... )

[A voir en vidéo sur Futura]

[chaverondier]

Donc d'après vous il faut considérer également des forces de frottement plaque-conduit sur tout le pourtour (cela rajoute donc des caractéristiques physiques supplémentaires et compliquera les calculs).

Calculer une approximation de la flèche de flexion de la plaque c'est possible, mais donner une réponse qui donne confiance à celui qui pose la question est dangereux si le problème réel présente des risques que sa présentation ne permet pas de deviner.

Comment est-elle tenue sur son bord la plaque ? Elle est soudée au conduit ? Si ce n'est pas le cas qu'est-ce qui l'empêche d'être poussée par le fluide et de tomber ? Doit-elle assurer une fonction d'étanchéité ? Si oui, qu'est-ce qui est prévu pour assurer cette fonction ? D'ailleurs, quelle est la fonction de cette plaque ? Est-ce que la résitance en flexion est le seul point important pour lui permettre d'assurer cette fonction ? BC

[Marcopilon]

La plaque assure effectivement une fonction d'étanchéïté, mais les caractéristiques du fluide font qu'il ne peut s'écouler dans des interstices faibles (< 5 mm environ).
De plus, des fils courent parallèlement au conduit et passent par des trous de la plaque en certains endroits symétriquement répartis par rapport à son axe de symétrie vertical, ce qui en théorie empèche la plaque de basculer complètement. La plaque doit rester à la position voulue le long du conduit.(mes excuses pour ne pas avoir exposé le problème complètement)

Cependant celà ne me semble pas suffisant pour affirmer qu'elle ne se déformera pas ou qu'elle ne se déplacera pas sous la poussée du fluide. La déformation et le déplacement de la plaque sont deux critères que je dois prendre en compte, mais je pensais déjà commencer par évaluer la déformation.

le schéma :

[invite4e5d163c]

ne peut s'écouler dans des interstices faibles (< 5 mm environ).

Ben il est épais ton fluide !

Si tu veux calculer une déformation il faut que ta plaque soit tenue. Visiblement il n'y aura pas de joint sur les bords qui pourraient la freiner, et je ne compte pas sur les cables électriques pour assurer cette fonction...

Comment ta plaque va rester en position ? C'est ce que je n'arrive pas à comprendre et c'erst le point de départ des hypothèses de calcul ! Pour moi actuellement ta plaque ne tient pas en glissement, elle ne va presque pas se déformer, voire pas du tout, et glisser sous le poids du fluide !

Si on alourdi la plaque pour qu'elle résiste à la poussée, elle sera alors 50 ou 100 fois trop épaisse, donc ne se déformera pas non plus ! Et l'épaisseur dépendra uniquement des frottements sur les bord qui dicteront un poids plus ou moins important...

Je pars de l'idée que ta plaque est en acier aussi.

Bref, il nous manque l'information primordiale de ton problème : la liaison plaque / conduit, au sens mécanique du terme.

Tes cables électrique ne sont qu'un problème de montage et d'étanchéité, ils n'ont aucune action sur la résistance.

@ suivre

[Marcopilon]

Bonjour et merci de vos remarques,

On tombe ici sur une subtilité de mon problème : la plaque ne sera jamais soudée, ni fixée au conduit, car on va devoir en changer souvent . On peut probablement considérer qu'elle va adhérer/frotter sur les bords. Rien à voir avec un encastrement/soudure ou quoi que ce soit .

Petite note : les câbles ne "pendent" pas, ils sont "presque" tendus.

Je ne peux pas vraiment en dire plus, car je n'ai pas de données supplmentaires. Je dois choisir le matériau pour la plaque, voire sa forme aussi. Mais si je ne peux modéliser complètement le système, je ne peux alors que y aller à tatons....

[invite19415392]

Tu peux prévoir un système d'arrêt de la plaque, ne serait-ce qu'avec une pièce qui viendrait se clipser sur un bord ; en considérant que la plaque est guidée en translation uniquement, ça peut suffire. Mieux, si la plaque va toujours au même endroit, il est possible de souder une languette d'arrêt.

Maintenant, sur la déformation, ça va essentiellement dépendre justement d'où est fait la fixation de la plaque (plus on fixe, moins il y aura de flèche).