Bonjour
Je souhaite déterminer la force de poussée ou de traction sur ma porte.
Sur quelle valeur jouer pour l’augmenter?
Je dispose d’un moteur qui délivre un couple de 330Nm
Il actionne un bielle qui actionne une manivelle qui permet de tirer ou pousser la porte. (Voir le schéma)
Merci pour votre aide
Salut,
tu souhaites jouer sur la force de poussée ou sur le moment de cette force par rapport à l'axe de rotation de la porte?
Ce n'est pas la même chose
Ces informations vous sont fournies sous réserve de vérification :)
Quelle est la différence entre les deux?
Ce qui fait tourner la porte est le moment de la force par rapport à l'axe de rotation.
Une grande force appliquée en un point proche de l'axe aura le même effet qu'une petite force appliquée loin de l'axe (je fais un gros raccourci, mais c'est pour que tu saisisses le concept).
Donc les solutions permettant d'augmenter la force n'augmenteront pas forcément le moment de cette force par rapport à l'axe de rotation de la porte
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Donc si je comprend bien il vaut mieux augmenter le moment?
Oui, s'il s'agit de manœuvrer la porte, c'est le moment qui est important.
Il faudrait au préalable que tu définisses les contraintes (par exemple l'amplitude du mouvement de la porte et de la bielle, le couple moteur maxi, le couple résistant).
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Ah, et il faudrait aussi définir ce sur quoi tu peux jouer (les variables).
Il faut aussi savoir que le ratio couple moteur/couple résistant va très probablement être variable en fonction de la position de la porte (il faudra plus ou moins de couple moteur pour s'opposer à un couple résistant donné).
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Alors
Amplitude de la porte 90 deg
Amplitude de la bielle 100 deg
Couple maxi du moteur 330Nm
Couple résistant comment le déterminer si on applique une force 1400N au centre de la porte?
C=f*d? 1400*1.25= 1750Nm?
Les variables possible
La longueur de la bielle
La longueur de la manivelle
La position de l’axe du moteur
La cote de 1500mm peut varier si nécessaire
La cote de 50 aussi
Mais j’ai peut être donné un peu trop de variable non?
Non non, c'est très bien, ça permet d'augmenter les possibilités
Si on définit la force comme étant perpendiculaire à la porte à tout instant alors ton calcul est justeCouple résistant comment le déterminer si on applique une force 1400N au centre de la porte?
C=f*d? 1400*1.25= 1750Nm?
Maintenant, avant de chercher une solution, je peux déjà te dire que ce ne sera pas possible (à moins que tu puisses ajouter un réducteur après ton moteur).
J'ai simplement fait une vérification en appliquant le principe des travaux virtuels :
Le travail du moment appliqué sur la bielle ne peut être inférieur au travail de la force sur la porte.
Or, le travail d'un moment = moment (Nm) * angle parcouru (radian)
Je n'ai pas pris la peine de calculer le résultat exact, mais il semble évident que 1750*(90*pi/180)>>330*(100*pi/180)
Il n'est donc pas possible d'ouvrir la porte, quelles que soient les longeurs de la bielle et de la manivelle (dont les désignations sont inversées, si je puis me permettre)
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Ah d’accord. Donc le moteur pas assez puissant pour vaincre les 1750Nm?
Et si on néglige le couple resitant sur la porte quelle force maximum peut on obtenir?
Dernière modification par Fresnaie ; 16/03/2022 à 12h17.
Si on s'en tient au principe des travaux virtuels, on peut espérer obtenir un moment de 330*100/90=367 Nm sur la porte.
Par contre ce ne sera pas du tout le résultat obtenu si on s'en tient au schéma que tu as posté (qui plus est, le moment sur la porte ne sera pas constant), quoique de toutes façons l'amplitude de la porte sera beaucoup trop petite.
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Bonjour,
Un lien sur le sujet.
Force pour ouvrir une porte (futura-sciences.com)
Cordialement.
Jaunin__
Bonjour,
Voici une appli. (sous EXCEL exclusivement car code VBA - il faut valider les macros à l'ouverture).
Elle utilise une fonction personnalisée du système dit "à 4 barres". Après entrée des données dans les cellules jaunes, on trouve la position de la porte par rapport à celle du levier de commande et le rapport des moments entre sortie et entrée.
Pour le moment produit par le vent sur la porte (non calculé dans l'appli) , je considérerais que le vent agit constamment perpendiculairement à la porte ; c'est pessimiste mais on ne connaîtra jamais exactement la direction, ni la contre-pression produite par l'entrée du vent dans la pièce...
Cordialement
Bonjour
Merci pour ce formulaire mais que signifie KBA? quelles sont les unités?
Autre question le couple sera t il plus fort en bielle-manivelle ou seulement avec une bielle?
Dernière modification par Fresnaie ; 18/03/2022 à 10h10.
J'ai peut etre compris arretez moi si je me trompe
Le couple a l'axe de B sera 330 (couple moteur) * 1.5 (rapport kba porte fermé 0°) = 495Nm
Le couple a l'axe de B sera 330 (couple moteur) * 1.18 (rapport kba porte à 45°) = 389Nm
C'est ca?
Bonjour,
C'est écrit : Kba = moment en B/moment en A donc :
- si tu considères le moment du moteur Ma, tu auras en B un moment : Mb = Ma.Kba
- Si tu considères un moment Mb produit par le vent, il faudra résister sur l'axe A avec un moment Ma = Mb/Kba
...tout cela avec le Kba indiqué à la position courante de la porte par rapport à Bu
J'ai amélioré l'appli. en indiquant cela. J'ai ajouté un dessin animé qui suit le curseur.
Cordialement
Je suis fasciné par la qualité de votre formulaire ca laisse reveur...
Le moment du vent en B on le determine par C=F*d?
Je n'arrive pas a changer les valeurs des moments...
Oui. Comme je l'ai dit au message 13, je calculerais l'effort appliqué au milieu de la porte à l'aide de la formule de l'effort pour un panneau perpendiculaire au vent et dont ce milieu est à 1250 mm du pivot dans ton cas. Je considérerais ce moment constant quelle que soit la position de la porte (c'est pessimiste). Certains auront peut-être un autre avis...Envoyé par Fresnaie
Normal, j'ai oublié de déprotéger les deux nouvelles cellules jaunes...et comme cela se reprotège automatiquement si modif cellule jaune...Je n'arrive pas a changer les valeurs des moments...
Cordialement
Merci pour votre travail
Est ce que vous pouvez faire le meme excel mais avec le moteur a un autre endroit? comme sur le schema suivant
Je ne vois pas comment la porte pourrait s'ouvrir de 100° en faisant tourner la manivelle (et non la bielle qui fait 1430) de 200 mm, autour d'un point solidaire de la porte (point 1500;42,5) et qui serait l'axe moteur...
Cordialement
si je fais tourner la bielle de 140.6° dans le sens anti horaire j'ouvre la porte a 90°
Le point x-115 y -255 est un pivot fixé dans le mur.
Effectivement, en y regardant de plus près...
Je vais essayer d'adapter l'appli...
Cordialement
Bonjour,
Voici l'appli. modifiée avec le moteur sur la porte.
Vérifie bien avec la CAO si les valeurs des positions calculées correspondent aux tiennes.
Pour les moments, on voit bien que le rapport augmente favorablement lorsque la manivelle et la bielle tendent à s'aligner (normal, effet de genouillère...)
Cordialement
Merci mecano41! c'est du beau travail, je vais partir sur cette solution moteur solidaire de la porte
Par curiosité comment calculer l'effort de traction au point D?
Tu divises le moment en A par la distance de A à la droite portant DC. On doit pouvoir la calculer à partir de l'angle phi trouvé par la fonction personnalisée (puisque je pense que c'est ainsi que j'ai calculé les moments dans cette fonction). Je ne peux pas regarder tout de suite, je verrai cela ce soir...
Cordialement
La formule est écrite à la 3ème ligne de la dernière feuille de calculs manuels.
Après avoir déprotégé la feuille, tu écris dans une cellule quelconque :
=Ma/(AD/1000*SIN(alpha-AG30)) et cela te donne la force dans la bielle (en N).
( /1000 c'est pour mettre la longueur AD en m)
Cordialement
Merci beaucoup pour votre aide,
finalement il n'y a pas trop d'effort dans cette bielle
quel métier faites vous?
Attention quand même lorsque la bielle travaille en compression...
Depuis 18 ans, retraité...et avant, j'ai fait de la conception de machines et de mécanismes pour l'industrie automobile, puis pour l'industrie du nucléaire.
Cordialement
Dernière modification par mécano41 ; 26/03/2022 à 09h21.
Pourquoi qu’elle sont les risque en compression?
Métier très intéressant!
J’ai fait un bts cpi, mais malheureusement je n’ai pas trouvé d’entreprise pour continuer dans ce domaine
En traction, il suffit que la section de la bielle soit suffisante pour que la contrainte reste inférieure à la limite élastique du matériau (avec un coefficient de sécurité).
En compression, c'est pareil, mais en plus, il faut calculer le risque de flambement (de mise en arc de la barre). Avec un fil de fer de diamètre 2 mm et de longueur 1 m, tu peux tirer avec un certain effort sans qu'il casse, mais tu ne pourras pas pousser avec le même effort sans qu'il plie! (cherche flambement - ou flambage - en RdM avec Vikipedia par ex.)
Dans ton cas, à l'ouverture c'est en traction (on suppose que le vent ne viendra jamais de l'intérieur!) et à la fermeture c'est en compression, sauf s'il y a du vent qui veut fermer la porte.
On suppose que les accélérations seront faibles. Elles produisent, en effet, un moment supplémentaire en A, fonction du moment d'inertie de la porte par rapport au pivot. Il faudrait alors calculer ces accélérations mais avec un système 4 barres, la fonction est très compliquée ; je ne sais pas faire (sinon par une dérivée numérique sur un tableau de valeurs...). Je ne suis pas sûr que ce soit utile car après, il faudrait tenir compte du mode de fonctionnement du moteur (couple et vitesse qui changent en fonction du moment résistant par ex...) ce qui serait plutôt compliqué et incertain.
Cordialement
