compression verticale tube creux ou tube plein

[EstelleM99]

Bonjour à tous,

j'ai une question basique sur la compression verticale.
La pression appliquée sur un tube correspond à P= F/S avec S la section.
J'ai un tube de Rayon R .
Si je veux comparer la compression verticale sur un tube plein ou un tube creux, comment je tiens compte de la section du tube creux?
Pour mon tube plein, je prends S= pi x R².
Pour le tube creux (R extérieur = R et R intérieur = R'), est-ce correct si je prends S= pi x (R²- R'²)? ou le fait que le tube soit creux ne change rien?

Merci pour vos réponses!
-----

[Dynamix]

Salut

La pression appliquée sur un tube correspond à P= F/S avec S la section.

La pression ou la contrainte ?
Si c' est un problème de RDM , c' est la contrainte que tu cherches .

un tube plein ou un tube creux

Tube creux est un pléonasme .
Tube plein est un non sens .

[f6bes]

Bjr à toi, Il serait fort étonnant que cela soit identique.
Si t'as des parois de qq diziémes de mm, ton tube ne va pas résister à une pression trop forte. Il va se déformer.
Il va , se prendre pour un accordéon.
Bon WE
Nota: ne pas oiublier qu'un tube creux l'est à l'intérieur, dedans !!!

[EstelleM99]

Bonjour Dynamix,

Je ne cherche pas à avoir la contrainte ni le module d'young...
c'est pour la résistance en compression de flacon en verre (on cherche à avoir la force nécessaire pour comprimer le flacon d'une hauteur de 2mm suivant une norme).
Nous avons 2 appareils pour faire ce test: l'un où l'on a un dynamomètre où l'on mesure la force appliquée minimale pour avoir la rupture et l'autre où c'est une pression en bar qui est appliquée.

Je voudrais comparer les deux appareils et pour cela, je voudrais convertir la force appliquée en pression (P=F/S). Seulement, a priori, pour S, je prendrais la surface de contact avec l'appareil et non pas la surface pleine (j'assimile un flacon en verre à un tube creux contrairement à une éprouvette qui ressemblerait à une "colonne" de verre).
Historiquement, de façon schématique, on assimile 110kg à 3.6 bars mais je ne comprends pas d'où ça sort...

Je ne vais pas dans la bonne direction?

[A voir en vidéo sur Futura]

[EstelleM99]

Bonjour f6bes,

désolée, pour le tube creux, mais c'était pour bien marquer la distinction avec une éprouvette "classique" ...
En effet, pour moi, c'est différent, mais si je cherche le calcul théorique pour distinguer les deux. Dans mon cas, c'est sur du verre (donc pas de comportement plastique).
Merci

[Dynamix]

c'est pour la résistance en compression de flacon en verre (on cherche à avoir la force nécessaire pour comprimer le flacon d'une hauteur de 2mm suivant une norme)

C' est beaucoup .

l'un où l'on a un dynamomètre où l'on mesure la force appliquée minimale pour avoir la rupture et l'autre où c'est une pression en bar qui est appliquée.

Pression de quoi ?
Pression hydraulique du vérin ?

[EstelleM99]

Oui, 2mm c'est imposé par une norme (qui est censée être applicable pour le plastique ET le verre). On peut aussi nous imposer une masse à appliquer.

ça doit se voir que je ne suis pas spécialiste de la mécanique... Je n'emploie peut-être pas les termes exacts: on a un montage avec un verin que l'on fait descendre sur le flacon: on peut ajuster la pression en bar et l'appliquer...

seulement, je n'arrive pas à faire le lien entre les 3.6 bars qu'on est censé appliquer sur une machine et les 110kg qu'on doit appliquer sur une autre machine (sur les mêmes flacons). c'est censé être identique mais je n'arrive pas à faire le lien mathématique/ physique entre les deux...

[Dynamix]

seulement, je n'arrive pas à faire le lien entre les 3.6 bars qu'on est censé appliquer sur une machine et les 110kg qu'on doit appliquer sur une autre machine

Suivant la formule P =F/S , le rapport entre pression et force c' est la section .
En l' occurrence la section du vérin .
Tu dois avoir un vérin de 63

Les 2mm , je ne vois pas du tout ce que ça peut etre .

[EstelleM99]

Merci Dynamix pour ton retour.
ça veut donc dire qu'on se moque de la section du flacon? (plein ou creux, c'est pareil) et qu'il faut prendre uniquement la section du verin. Je n'avais pas du tout vu cela comme ça.
En effet, si je veux une masse de 110kg sur un verin de 63mm je retombe bien sur 3.5 bars! Il faut que je mesure ce vérin pour confirmer.
Avec un même vérin, quel que soit le dimensionnel du flacon (le diamètre de sa bague ) , j'applique la même force?

Pour les 2mm, il ne faut pas se prendre la tête avec. Certains veulent le même protocole pour le plastique et le verre donc les 2mm viennent de la compression de flacons en plastique. Pour le verre, soit on va à 110kg, soit on va à la rupture et on regarde à quelle force appliquée, ça casse.

[Dynamix]

j'applique la même force?

Ne sachant ce que tu veux faire , ni comment tu veux le faire , je ne peux pas te répondre .

[EstelleM99]

Bonjour Dynamix,

ce que je voulais dire c'est que si j'utilise mon appareil avec un piston de diamètre 63mm et une pression de 3.6bars pour faire une compression verticale sur un flacon dont la bague est de 15mm de diamètre, ou sur un pot dont la bague est de 50mm, le flacon ou le pot verront la même pression de 3.6 bars (et donc la même force puisque la section correspond à la section du piston et non pas de mon flacon).
J'avoue avoir encore du mal à me dire qu'il faut tenir compte uniquement de la section du piston et non pas de la pièce que je teste en dessous (dont le diamètre n'est pas constant suivant les produits).

[Dynamix]

le flacon ou le pot verront la même pression de 3.6 bars

Comment ils pourraient "voir la pression" dans le vérin ?
Ils vont seulement ressentir la force , vu qu' elle est avec eux .

[EstelleM99]

Je m'exprime peut être mal mais avec un même verin de section fixe, la force appliquée sur deux flacons ayant des bagues de diamètres différents est donc identique? on ne tient pas compte de la section du flacon?

[le_STI]

Salut.

Oui c'est exact, la force sera identique si (et seulement si) la pression sur le piston du vérin est identique.

[Jaunin]

Bonjour,
Peut être une photo ou un croquis.
Et la longueur de l'éprouvette ?
Cela ressemble à du flambage, non ?
Cordialement.
Jaunin__

[EstelleM99]

Bonjour,

en pièce jointe, les photos des 2 appareils.

IMG_0943.jpg
IMG_0944.jpg

Voici les paramètres:
le plus petit: on applique une masse de 110kg, le diamètre du piston est de 20mm:
F= mxg = 110 x 9.81 =1079.1N
S=0.31cm²
P=F/S= 34.35 bar = 350 260 kg/m²

le plus gros: on applique une pression de 3.6 bars, le diamètre du piston est de 61mm:
P=3.6 bar
S= 2.92cm²
F=1079.1N
m=110kg

--> Si je comprends bien, comme mes pistons n'ont pas le même diamètre, en réel, je n'applique pas la même pression sur mon flacon ...
Les deux appareils ne sont donc pas comparables? est-ce correct?

Par ailleurs, avec toutes les discussions ci-dessous, je peux donc dire que sous un même appareil, un flacon de diamètre 15mm ou un pot de diamètre 54mm subiront la même pression et donc la même force (car S correspond à la section du piston et non pas à la section du flacon)?

Merci d'avance pour vos retours!

[mécano41]

Bonjour,

Juste un petit croquis pour préciser de quoi on parle et les termes employés. Il n'est pas sûr que tout le monde ait compris la même chose...mais c'est peut-être moi qui n'ai rien compris...Il serait bon de confirmer.

Cordialement

[EstelleM99]

Bonjour Mécano 41,

oui, le schéma représente ce très bien ce que je veux dire
Le bloc piston orange est juste plus large sur le 2eme schéma (diamètre 61mm) que sur le premier (diamètre 20mm), vous pouvez me confirmer mes conclusions précédentes?
Merci!

[mécano41]

La dimension de la partie orange est sans importance ; ce qui compte pour la contrainte dans le "tube" du flacon c'est la section annulaire de ce tube (celle au contact de la pièce orange, ou plus bas si la section est inférieure) et l'effort appliqué.

Le problème depuis le début, il me semble, c'est que tu n'utilises pas les bons termes. Si tu parles de piston et de pression sur ce piston, tout le monde pense immédiatement au vérin (pneumatique ou hydraulique) dans lequel on met une pression pour déplacer ce piston (partie verte sur mon croquis). Lorsque tu parles d'une pression, dis sur quoi elle s'applique...de même, si tu parles d'une section, dis de laquelle on parle...et reste en unités légales pour tout, ce sera plus simple.

Attends un peu de voir ce que les précédents intervenants ont compris...

Cordialement

[minushabens]

préférer la machine enfermée dans une cage solide parce qu'à mon avis, avant de perdre 2mm de hauteur le flacon va exploser.

[EstelleM99]

Je ne suis pas mécanicienne, d'où mes questions et mon problème de vocabulaire... Mais je ne désespère pas!!
voici la photo avec les sections dont je parle.

Initialement, je parlais plutôt de la section des flacons mais visiblement ce n'est pas celle là la plus importante...

[Jaunin]

Bonjour,
Une petite information :

http://www-int.impmc.upmc.fr/public/Associations/GDR-verres/PDF-Dourdan-2008/2008DB.pdf

Cordialement.
Jaunin__

[mécano41]

On va recommencer au début :

- est-ce que ta photo de gauche correspond au premier croquis de mon dessin? Y-a-t-il bien un bloc qui a une masse de 110 kg? Bloc qui appuie sur l'embout blanc de 20 mm et donc donne une force verticale de 1079 N?

- est-ce que ta photo de droite correspond au deuxième croquis de mon dessin? Y-a-t-il bien un vérin dans lequel on injecte un fluide sous une pression de 3,6 bars (ou 3,6 10^5 Pa)? Vérin qui appuie sur l'embout blanc de 61 mm et est censé donner une même force verticale de 1079 N?

Si c'est conçu ainsi, que cherches-tu à montrer ou vérifer, exactement?

Cordialement

[EstelleM99]

Je ne sais pas comment fonctionnent les deux machines.
-oui, la photo de gauche correspond au premier croquis, il n'y a pas une masse réelle de 110kg mais au final, sur l'embout blanc de 20mm de diamètre j'ai une force verticale de 1079N.

-oui, la photo de droite correspond au 2eme croquis, la seule chose qu'on règle c'est la pression. OK, c'est la même force verticale.

C'est là où j'ai un problème (très sûrement de vocabulaire...): que voit le flacon en dessous? une même force mais pas une même pression... Je suis censée mesurer la résistance à la compression verticale et au final je ne sais plus qui est le critère: la force ou la pression...
On a les 2 machines a deux endroits différents et on voudrait être sûr qu'on "mesure la même chose" sur les deux. Si c'est la force, c'est OK.

Je pense que ce qui m'induit en erreur, c'est que quand on parle de matériaux, on a une contrainte (sigma) en MPa . Or ma force est en N et ma pression = F/S est en Pa ou en bar.

Au début dynamix me parlait justement de contrainte ou de pression?
pour moi, la contrainte sigma est lié à la loi de hooke or je ne fais pas le lien entre hooke et mon montage...

[Dynamix]

pour moi, la contrainte sigma est lié à la loi de hooke or je ne fais pas le lien entre hooke et mon montage...

Comment tu expliques la déformation de 20 mm?
Tu sollicites ton flacon en compression , tu génères une contrainte (F/S) de compression et une déformation .
"S" est bien entendu la section du flacon .

[mécano41]

Un petit croquis exemple de flacon...

Pour le vérin, il te faut vérifier sur place le diamètre du piston afin d'en calculer l'aire et de vérifier ce que cela donne comme effort à la pression de fluide prévue.

Si le flacon est en plastique, il va se déformer sous l'effort. Je suppose que c'est là que l'on ne veut pas dépasser un écrasement de 2 mm. S'il est en verre, on vérifie simplement qu'il ne casse pas.

Cordialement

[EstelleM99]

Bonjour à tous,

merci pour toutes vos réponses, je me sens moins seule!

Pour le vérin, il te faut vérifier sur place le diamètre du piston afin d'en calculer l'aire et de vérifier ce que cela donne comme effort à la pression de fluide prévue.

Je ne comprends pas tout.
Image1.png
La section du piston correspond bien a la pièce au-dessus (S piston) et pas à la pièce blanche de diamètre 61mm? Donc pour le calcul de la force, il faut que je prenne la section du piston et pas de la pièce blanche comme fait précédemment.

Après, si je caricature:
si je veux comparer 2 machines avec un même flacon, je compare la force appliquée par la machine.
si je veux comparer la resistance à la compression de 2 flacons sous une même machine, je dois comparer la contrainte en prenant cette fois la section du flacon avec sigma = F (machine) / S du flacon.

Sur le schéma de la discussion ci-dessus, il y a beaucoup d'infos et donc d'interrogations de ma part. Le schéma est très bien fait, on voit bien que justement la bague a son épaisseur de verre qui évolue suivant la zone
1- S comprimée: d'où vient le facteur 4? je ne le comprends pas.

2-pourquoi prend on l'épaisseur au niveau du col et pas au niveau de la bague (là où le contact a lieu)? car c'est le point le plus fragile?
(je sais que sur des éprouvettes classiques (non creuse), la géométrie est comme sur la figure b ci-dessous et que la compression est correctement réalisée si la casse se produit comme sur la figure c-ci-dessous, donc dans la zone plus étroite).
éprouvette verre.png

Je suppose que cela est vrai aussi pour une casse d'un flacon.

Mais justement, si un flacon casse ainsi, je peux récupérer la bague entière d'un flacon, la rupture se faisant en-dessous --> cas 1
par contre, parfois, j'ai le cas 2:
casse bague.png

Précédemment, Jaunin proposait un lien sur des diapos du CEA sur la rupture du verre, dedans il est mentionné les lignes de Wallner pour connaître le sens de propagation de la casse.
Dans le cas 2, systématiquement, l'origine de la casse est située à l'opposé du "plateau" de verre. Et dans le cas 2, la résistance à la compression est toujours moins bonne que dans le cas 1.

Voici mon hypothèse: la manip de compression a la rupture est correctement réalisé dans le cas 1 mais pas dans le cas 2 (possibilité que la force ne soit pas appliquée de façon parfaitement perpendiculaire au niveau du flacon). Pour moi , les valeurs obtenues dans le cas 2 ne doivent pas être prises en compte car il y a un biais (manip ou montage incorrect sinon la bague casserait comme sur le cas 1).
Qu'en pensez-vous?

[mécano41]

Précédemment, tu as répondu, dans ton message #24 :

"-oui, la photo de droite correspond au 2eme croquis, la seule chose qu'on règle c'est la pression. OK, c'est la même force verticale."

j'en déduis donc que tu es bien en présence d'un vérin...quelque chose qui ressemble à :

https://www.usinenouvelle.com/expo/v...278540443.html

Sur ta photo, on ne voit rien de cela... Si c'est bien un vérin, il faut trouver le diamètre du piston en cherchant la référence du vérin chez son constructeur (ou voir s'il y a un schéma qui le spécifie dans la notice de la machine). On ne peut pas avoir directement ce diamètre puisque c'est à l'intérieur (c'est le diamètre du haut de la pièce verte sur mon schéma)...

Cordialement

[EstelleM99]

Bonjour à tous,
suite au message #27, que pensez-vous de mon hypothèse concernant la casse des flacons?
Merci d'avance pour votre retour!

[Jaunin]

Bonjour,
Auriez-vous un croquis avec les cottes de votre flacon ?
Cordialement.
Jaunin__