Table élévatrice double ciseau (oui encore)

[Matthieu MR4]

Bonjour à tous

Dans le cadre d'un projet industriel je me vois définir une table élévatrice double ciseau spéciale dont les contraintes sont les suivantes:
- Pas d'hydraulique
- Ergonomie opérateur amélioré, accessibilité de la commande en position haute
- Encombrement réduis
- Masse réduite
- Forte course

j'ai donc opté pour une structure double ciseau avec une commande vis trapézoïdale horizontale sur la partie haute sous plateau, elle sera actionnée par une visseuse ou une clé au choix.
nous avons tout fait conscience des efforts considérables dans la position basse, mais ça reste un produit spécial qui sera dimensionné en tant que tel.

j'ai, grâce à @mécano41 que je remercie fortement, pu grandement avancé avec son fichier "Table à 2 niveaux vérin en bas.xls" que vous trouverez ci-après avec les infos dimensionnels
Table à 2 niveaux vérin en bas - Mecano41.xls
ceci étant ce fichier est pour un vérin en position basse et non en position haute et je manque d'une d'aisance sur Excel et de deux j'ai approché l'usage des matrices il y a 20 ans ... à part des résolutions graphiques (chose que j'ai fait en travail virtuel via des esquisses paramétrées), mais le travail virtuel est bien pour déterminer l'effort dans l'actionneur mais le problème c'est de précisément appliquer le bon effort.

je me suis attaché avec discipline à corréler le fichier Excel et ma modélisation sur Solidworks, dimensionnel + masse des bras + efforts appliqués aux paliers + conditions limites, et je ne suis pas loin des résultats du fichier Excel mais j'ai tout de même un écart que je ne sais expliquer... fichier Excel = 18950N et extraction Solidworks 16900N

Vue avec effort en correspondance du fichier Excel
Vue iso fichier Excel Mecano41.JPG

Vue avec effort dans l'axe de ma vis trapézoïdale, on constate bien que l'effort est le même que la version précédente :
Vue version désirée.JPG

Merci d'avance à ceux qui me répondront
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[mécano41]

Bonjour,

A priori, que tu mettes le système (vérin électrique ou vis-écrou construit) sur la ligne DB (comme dans l'appli) ou sur la ligne FE ou encore sur la ligne HG ne change rien à l'effort puisque le déplacement horizontal de ce système est le même sur ces trois lignes pour une même élévation (travail identique dans les trois cas).

Pour ce qui concerne la différence d'efforts entre l'appli. et Solidworks, je ne vois pas. As-tu bien vérifié l'identité de toutes les cotes dans les deux cas? Il faut également noter que dans l'appli.le centre de gravité des bras est considéré au milieu de ceux-ci ce qui n'est certainement pas le cas avec Solidworks.

Enfin, on ne peut pas exclure une erreur dans l'appli...je suppose que personne n'a jamais vérifié les calculs manuels...mais, si c'était le cas, il devrait y avoir une différence avec le calcul par la méthode des travaux virtuels, la colonne orange à comparer à la colonne contiguë qui est celle utilisant le calcul indiqué (le code VBA change la hauteur de la table pas à pas et note l'effort au niveau considéré).

A noter que si tu mets le système vis-écrou sur DB, il faut ajouter sa masse à celle de la table. S'il est placé sur FE, il faut ajouter la moitié de sa masse.

Cordialement

[Matthieu MR4]

Bonjour et merci pour la réponse

En effet passer le vérin en haut ou en bas ne change pas grand chose, sauf pour la répartition des efforts sur les liaisons mais je partirai sur la valeur la plus élevée pour un dimensionnement homogène.

je viens de faire l'exercice en poussant le calcul énergétique au max sur esquisse paramétrée, avec prise en compte du poids propre au bon centre de gravité de chaque pièce.

et je retombe très proche du tableau Excel, et même quand je fais bouger l'ensemble, ça suit bien le tableau
donc j'en déduis que tes calculs sont bons mon cher Mecano41, je suis d'ailleurs bien envieux de pouvoir faire ce genre de tableau pour plein de système.. mais va falloir que je ressorte mes bouquins , si d'ailleurs tu as quelques ouvrages à me conseiller je suis preneur

Maintenant ou y a une boulette dans Solidworks ? ... autant quelques pourcentage d'erreur je veux bien, mais la 12% ça fait beaucoup
je vais vérifier avec plusieurs positions

[mécano41]

, si d'ailleurs tu as quelques ouvrages à me conseiller je suis preneur

Non, je n'ai rien c'est juste de la statique, je me suis pris par la main et j'ai avancé! Mais il y a peut-être des choses sur le net...je n'ai pas regardé

Maintenant ou y a une boulette dans Solidworks ? ... autant quelques pourcentage d'erreur je veux bien, mais la 12% ça fait beaucoup
je vais vérifier avec plusieurs positions

Là, je ne sais pas mais je ne pense pas qu'il y ait d'erreur dans Solidworks...plutôt un problème dans l'entrée des données.

Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[Matthieu MR4]

j'ai beau retourné le problème
changer la méthodologie dans SW
rien n'y fait je retombe toujours sur les mêmes valeurs
Même essayé en déformable et en rigide, il y a peu de différence (normal d'ailleurs..)

j'ai demandé au support technique, dois y avoir effectivement soit un soucis dans SW soit j'ai oublié de cocher une case ...

[mécano41]

Bonjour,

Il faudrait analyser le problème. Pour cela :

- mettre la masse de la charge à zéro. A-t-on toujours une différence d'effort entre appli. et SW? (si oui, remettre la charge)
- sur fichier SW (en travaillant sur une copie!) voir s'il est possible de ramener le CdG de chaque bras sur l'articulation centrale, en supprimant/ajoutant des entretoises. A-t-on toujours une différence d'effort entre appli. et SW? Dans l'appli.,comme indiqué, le CdG d'un bras est confondu avec l'articulation centrale
- vérifier que l'on a bien pris les mêmes valeurs de masses des bras ente SW et appli.. Comme indiqué, dans l'appli. un bras comprend deux joues et deux (ou plus) entretoises
- après... je ne vois pas...

Nota : pour l'essai d'effort par travaux virtuels, as-tu bien pris en compte la position du bras considéré (voir au-dessus du tableau orange et bleu)

Sinon, je peux essayer de voir pour modifier l'appli. en prenant en compte les positions exactes des CdG des bras...mais cela fait refaire beaucoup de choses, surtout si l'on veut prendre en compte le fait que ce CdG n'est pas sur la ligne des articulations extrêmes du bras...

Cordialement

[Matthieu MR4]

j'ai un retour du support Solidworks :
"Après analyse de votre étude nous n’avons pas d’explication à vous donner concernant la différence de résultats avec vos calculs analytiques.
Je vous conseille d’utiliser un coefficient de sécurité pour prendre en compte ces différences de résultats."
pas très rassurant en sachant qu'on base beaucoup de nos calculs sur ce logiciel les yeux fermées, heureusement qu'on prend des coefficients de sécurité.

pour répondre :

- j'ai mis la masse à zéro et je ressors 5700N sous SW contre 7000N en travail virtuel esquisse paramétrée + ton tableau, j'ai essayé plein de scénarii possible et je retombe toujours sur un écart.
- pour le travail virtuel j'ai pris en compte le poids propre de chaque bras à son CDG , en esquisse paramétrée je suis donc plus précis que ton tableau mais c'est clairement négligeable.
- la masse totale du bras est indiquée, mais effectivement dans SolidWorks il est composé de 2 bras mais peu importe finalement ma résultante de masse est identique

En conclusion je dirai que SolidWorks n'est pas complétement incohérent, l'erreur est la et elle semble relativement constante, j'aurai préféré qu'elle soit pessimiste que optimiste ...
de toute manière le sujet sera dimensionné avec de la marge donc je ne suis pas inquiet.

[mécano41]

Bonsoir,

La réponse de SW est étonnante...elle me rappelle un chef de BE qui me voyant calculer m'avait dit : pourquoi tu calcules...il suffit de mettre plus gros. Je lui ai demandé : plus gros que quoi?... il est parti sans répondre...

Pour ma part, je ne vois vraiment pas. Désolé.

Nota : Tu écris : " - pour le travail virtuel j'ai pris en compte le poids propre de chaque bras à son CDG...". Je suppose que tu as pris le CdG exact calculé par SW, c'est à dire décalé du milieu des bras (d'après ton dessin). Si tu trouves la même chose que moi, cela voudrait dire que la position du CdG des bras ne change rien à l'effort (tout comme la position de la charge sur la table. On peut le vérifier avec l'appli.).

Attention! tu as pu observer qu'après toute modif. des données, la table revient à une position mi-course...la différence d'effort peut surprendre si l'on n'était pas déjà à cette position médiane avant la modif.!

Cordialement

[Matthieu MR4]

Nota : Tu écris : " - pour le travail virtuel j'ai pris en compte le poids propre de chaque bras à son CDG...". Je suppose que tu as pris le CdG exact calculé par SW, c'est à dire décalé du milieu des bras (d'après ton dessin). Si tu trouves la même chose que moi, cela voudrait dire que la position du CdG des bras ne change rien à l'effort (tout comme la position de la charge sur la table. On peut le vérifier avec l'appli.).

Dans mon esquisse paramétrée j'ai reporté le CDG de chaque bras dans sa vrai position en y appliquant sa masse, dans les travaux virtuels je peux facilement appliquer le poids propre de chaque élément et donner une résultat le plus précis possible au niveau du vérin. Sans frottement évidement.
alors vu le peu de masse des bras, et le peu d'écart de CDG par rapport la prise en compte au milieu , l'écart entre tes calculs et les miens sont dans l'épaisseur du trait.

d'ailleurs dans ton tableau le cellule E99 contient cette formule =Fh+Fg+(Pb1_+Pb2_)*3/4+(Pb3_+Pb4_)/4 (Effort poids table + charges + 4 bras )
Mais je ne saisis pas le sens du 3/4 et le 1/4, j'imagine qu'une partie de la masse des bras est reprise par le sol mais comment es-tu arrivé à cette formule ?

Attention! tu as pu observer qu'après toute modif. des données, la table revient à une position mi-course...la différence d'effort peut surprendre si l'on n'était pas déjà à cette position médiane avant la modif.!

oui j'ai bien vue et c'est très bien ça permet de savoir qu'on vient de faire une modif

[mécano41]

Bonjour,

...d'ailleurs dans ton tableau le cellule E99 contient cette formule =Fh+Fg+(Pb1_+Pb2_)*3/4+(Pb3_+Pb4_)/4 (Effort poids table + charges + 4 bras )
Mais je ne saisis pas le sens du 3/4 et le 1/4, j'imagine qu'une partie de la masse des bras est reprise par le sol mais comment es-tu arrivé à cette formule ?

Si tu considères les deux ciseaux, table en position haute :

- tu fais faire, à la table, une course de descente X
- le point K (qui est le point d'application des poids des bras hauts soit Pb1 et Pb2) descend de 3.X/4
- le point J (qui est le point d'application des poids des bras bas soit Pb3 et Pb4) descend de X/4

Un poids P1, au niveau de la table, produit en K un effort de 4.P1/3 et en J un effort de 4.P1.

Comme le travail doit rester constant, l'influence du poids des bras doit respecter ces proportions lorsque les points d'application de ces poids sont ramenés au niveau de la table (ce que j'ai indiqué en bleu "* avec poids équivalent des bras ramené au niveau de la table pour le même déplacement des CdG".

Voilà tout!

Cordialement

[mécano41]

Bonjour,

Je voulais t'indiquer un lien pour calculer le système vis-écrou mais j'ai vu que sous mon pseudo certains liens n'existaient plus. Je te mets donc ici, à toutes fins utiles, le dernier jus de ce que j'avais fait sur le sujet.

Cordialement

[sebasto810]

@mécano41, si ca peut te rassurer, on s'y est mis à plusieurs mais on a revérifié à maintes reprises le calcul manuel ainsi que les résultats, que j'avais d'ailleurs recroisé avec certains de tes anciens. Il semble qu'ils soient bons et il y a d'ailleurs un signe négatif auquel je n'avais pas fait attention tout le temps qui m'a bien changé des choses en fin de design ^^. En tout cas je te remercie beaucoup pour ton aide précieuse qui m'a permis de ne pas me tirer une balle et me sentir trop seuls sur le sujet. L'ensemble est actuellement en cours de production et je n'hésiterai pas à t'en faire un retour pour dire ce qu'il en ressort (je suis d'ailleurs curieux de voir à la pratique ce que ca donne en terme d'efforts pour l'opérateur et comment la table réagit).

[mécano41]

Bonjour,

Merci pour le retour. Bon courage pour la suite...

Cordialement