Dimensionnement d'un pendule de frappe

[TouTouF68000]

Bonjour à tous,

J’espère que quelqu'un pourra m'aider et me réorienter dans ma réflexion.

voilà je dois concevoir un system avec un pendule de frappe (type Charpy).

Données :

Masse pendule (marteau de frappe) m=8.5kg.
Inclinaison pendule avant lâché α = 68°
Bras pendule L=1085mm

Mon objectif est de trouver la force d'impact afin de dimensionner mon pivot et le reste du mécanisme.
L’impact a lieu quand le marteau est a la vertical.

Je laisse volontairement de côté les effort centrifuge/centripète.

Donc je me lance gentiment dans les calculs.

Partie 1/2

- Définition „h“ hauteur de chute 68°
h=0,685m

- Calcul de l'Energie a l'impact
E_pot=E_kin= 57j

- Calcul de la force d'impact
F1=-E_pot/d
F1=-57/0,01 => Hyp. 10mm travail
F1=-5,7kN

1ère question cela vous parait-il cohérant ?

En partant du principe que ces calculs sont juste, je m'intéresse maintenant a la réaction dans ma liaison pivot.
Je considère qu'au moment de l'impact vitesse =0, mon problème devient un problème statique.

Du coup pour que le pendule soit en équilibre ma force d'impact F1 se retrouve dans ma liaison pivot -F1 donc -5,7kN.

2eme question, ma démarche est-elle jusqu'ici bonne ?

J’attends vos réponse avant de passer à la partie 2/2
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[gts2]

Bonjour,

La force au moment d'un choc n'est pas vraiment définie, on s'intéresse à la percussion intégrale par rapport au temps sur la durée du choc de F.
Cela vous dit-il quelque chose ?
Dans le cas de votre pendule (je ne sais si les pendules de Charpy sont conçus ainsi), on peut placer l'axe au centre de percussion, lieu qui ne subit justement pas de percussion (Voir la video : https://tube.switch.ch/embed/0757f919)

Il restera à dimensionner le bras.

[yaadno]

bjr:

voilà je dois concevoir un system avec un pendule de frappe (type Charpy).

Est-ce pour casser des éprouvettes?
tu écris que le pendule remonte ou rebondit de 10mm? pourquoi pas 1mm ou 100mm?
cdlt

[TouTouF68000]

Merci pour votre réponse. Et pour la vidéo!

En fait c’est une machine pour réaliser des essais normés dans le domaine de l’ameublement.

Exemple : le dossier d’une chaise doit résister à une série de percussions. Ou encore les roulettes d’une chaise de bureau doivent également résister à ce genre de contraintes.

Donc je ne peux pas déplacer le point de percussion.
Le marteau est strictement défini.

Les 10mm sont estimés, car lors de l’impact il y a un patin en caoutchouc sur le devant du marteau qui va absorber le choc. De plus, la pieces percutées se déforment ou se déplacent de quelques mm également.

Du coup je ne savais pas trop comment m’y prendre pour estimer cette force de percussion.

[A voir en vidéo sur Futura]

[gts2]

Bonjour,

Pour le dimensionnement, on trouve (sur des sites de partage avec inscription..., mais on peut lire les documents en ligne) :

Dans : https://fr.scribd.com/document/49427...Pendule-Charpy
par exemple, le dimensionnement se fait sur le mouvement, pas sur le choc.

L'estimation de la percussion est simple : l'intégration de F=ma donne percussion=
Par contre le dimensionnement correspondant sort de mes compétences.

[TouTouF68000]

Bonjour,

Je viens de regarder le document mais je trouve cela étrange de ne jamais parler des efforts.

Dans mon cas, le marteau est en pivot avec un profil vertical fixe de 1.8m qui lui-même est monté sur un chariot de guide linéaire. Le chariot peut se déplacer la direction perpendiculaire à celle de la percussion.
Voici quelques images :
Marteau : pendule.jpg
Bras vertical : bras.png
Chariot : Chariot.png

En finalité il s’agit de dimensionner le chariot par rapport aux efforts et moment générer par l’impact.

En passant par le travail et mes 5.6kN, les moments appliqués sur le chariot sont pour moi irréel = 10kNm… ou je me trompe ?

J’avais également pensé à passer par la relation F = ma, mais il me faut connaitre le temps pour passer des 4.6m/s du marteau avant impact a 0m/s après impact. Malheureusement je ne connais pas le temps de cette décélération.

[gts2]

Je viens de regarder le document mais je trouve cela étrange de ne jamais parler des efforts.

Il parle bien des efforts mais pas au moment du choc, ce qui est bizarre (ou pas ...).

En finalité il s’agit de dimensionner le chariot par rapport aux efforts et moment générés par l’impact.

Ces efforts ne sont pas calculables.

En passant par le travail et mes 5.6kN, les moments appliqués sur le chariot sont pour moi irréel = 10kNm… ou je me trompe ?

Le calcul de la force d'impact n'est pas représentatif
F1=-E_pot/d : quand le mobile repart dans l'autre sens il a perdu de l'énergie (déformation, cassure ...) donc Epot n'est pas adéquat
d est la distance parcourue après le choc, donc cela ne donne pas l'effort pendant le choc.

J’avais également pensé à passer par la relation F = ma, mais il me faut connaitre le temps pour passer des 4.6m/s du marteau avant impact a 0m/s après impact. Malheureusement je ne connais pas le temps de cette décélération.

C'est bien pour cela que l'on passe par les percussions, mais un dimensionnement à partir de percussion sort de mes compétences, il va peut-être quelqu'un de compétent qui va passer par ici.

[TouTouF68000]

Merci pour tout ces renseignements.

du coup dans la relation F= Epot/d,
"d" correspondrait a l´enfoncement du marteau dans la matière + le déplacement (si il existe) de l´objet en question + le retour du marteau après impact ?

concernant le centre de percussion. Je suppose que celui ci se situera non loin du centre de gravité, peu être dans la partie massive de la tête du marteau ?