Calcul de pression exercée par le moule sur le plateau

[invitec48741a8]

Bonjour,

Je suis étudiant en mécanique, dans le cadre de mon stage de fin de cursus IUP, je suis entrain d'effeuer un stage qui porte sur l'étude du système de serrage d'une presse à injection destinée à la fabrication des pièces en plastiques.

La modélisation éléments finis se fait sur ANSYS (Code de calcul Eléments finis), j'ai modélisé le système de serrage (plateaux, tiges des cylindres hydrauliques et moule), comme la structure présente 3 plans de symétrie matérielle, seulement 1/8 de la structure a été mailée (1/4 du plateau et 1/2 tige).

La modélisation du plateau a été faite par des éléments SHELL93(coque) et les tiges par des BEAM4 (poutres 3D). Le moule a été remplacé par une pression uniforme sur toute la surface en contact avec le plateau.

Le problème est que j'ai un doute sur le calcul de la pression exercée par le moule sur le plateau.

Surface des plateaux: 480x440mm, épaisseur:78mm
Surface du moule: 250x160mm, épaisseur: 170mm

Ce moule est placé au centre des plateaux et le serrage des deux parties du moule est réalisé à l'aide des 4 cylindres hydrauliques ayant chacun une capacité de 177KN.

Pour calculer ma pression à appliquer, j'ai utilisé la fameuse P=F/S avec F=18KN et S=125x80=10000mm2 soit P=17,7 Mpa.Je ne sais pas si mon raisonnement répond bien à la physique du problème.

Si vous pouvez m'aidez merci d'avance. Pour des détails je reste à votre disposition

Manos59

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[invite1762dbc2]

Bonjour,

Surface du moule: 250x160mm, épaisseur: 170mm[/COLOR]


S=125x80=10000mm2
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bonjour

Pourquoi seulement 125/80 dans le calcul alors que la surface du moule est de 250x160.

Pour moi seule la surface du moule exerce la pression sur l'autre partie. En plus sur les presses à injection sauf celles qui se ferment par genouillère la pression est réglée en fonction de la surface à injecté et la pression d'injection et non pas de la seule surface du moule. Tu ne va pas mettre 30 tonnes de fermeture et plier tes plateaux pour injecter deux corps de stylos à bille.
En plus la surface du moule n'a rien à faire la dedans puisque tu auras la même pression des deux cotés. Par contre si c'est le fléchissement des plateaux et déformation des colonnes que tu cherches alors là d'accord. Je ne vois pas d'ailleurs pourquoi tu calcul seulement (1/4 du plateau et 1/2 tige). Je suppose que quand tu dis 1/8 de la structure a été maillée, tu parles de la taille des mailles et pas 1/8 des éléments en jeu. Le calcul ne coute rien ne te complique pas l'existence. Et utilise toujours les mêmes unités cela évite bien des erreurs KN jusqu'au bout même si les Mpa ne sont pas la cause de ton doute.

Cordialement
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Douter ne signifie rien d'autre que d'être vigilant, sinon cela peut être dangereux. Georg Christoph Lichtenberg


Quelque chose m'échappe dans le raisonnement. Mais peut-être me trompes-je

[invitec48741a8]

Merci pour ta réponse et ton aide,

Je ne me suis pas fait comprendre dans mon premiers message.

Lors du serrage, les plateaux subissent des déformations assez importantes ce qui entraine une flexion des tiges des cylindres hydrauliques. Le but de mon étude est de prévoir les problèmes potentiels de frottement et d'usure des tiges. Pour cela, je dois déterminer l'angle de rotation, le moment de flexion à "l'encastrement=hypothèse" des tiges dans les plateaux ainsi que la contrainte maximale.

Le moule est en contact avec le plateau de la machine, le contact est un phénomène qui peut être modélisé par la technique des éléments finis mais nécessite une certaine maitrise de la méthode, raison pour laquelle j'ai introduit une hypothèse simplificatrice c'est à dire remplacer ce contact par une pression uniforme.

En effet, le moule a une surface totale de 250x160mm mais comme la structure présente trois plans de symétrie matérielle, j'en profite pour ne mailler que 1/4 du plateau et 1/2 tige (pour réduire la taille du problème éléments finis: temps de calculs, coût...), le moule étant placé au centre du plateau, je me suis dit que seulement la moitié de la surface du moule qui est concernée (125x80mm), une illustration serait mieux pour faciliter la compréhension, le problème est que je suis nouveau sur ce forum et je ne maitrise pas encore toutes les fonctionnalités offertes ici.

J'espère que tu comprends mieux le problème.

Merci encore

Manos59

[invite1762dbc2]

le moule étant placé au centre du plateau, je me suis dit que seulement la moitié de la surface du moule qui est concernée (125x80mm),
Manos59

Bonjour

Merci pour tes informations complémentaires

Je maintien ce que je disais précédemment fait tes calculs sur la totalité car tu verra avec ANSYS (j'ai le même ) que les intéractions ne se limitent pas à la seule moitié de la machine tu as des déformtions qui se potentialisent entre elles. Notamment tu as des phénomènes de torsion sur quatre colonnes que tu n'a pas sur deux (sinon les fabricant n'en mettrais pas quatre)
Sauf à ce que tu ne dispose pas du temps de calcul (même de nuit ou le WE) fait le avec le plus de précision tu ne le regretteras pas.

En plus défini une plage de pressions réalistes en fonction du mini et maxi des moules utilisés par ton entreprise. Regarde ce que je te disais sur la pression minimum pour chaque moule. Si tu est toujours en dessous de la déformation significative, tu ne pourras pas faire de prédictif avec. Donc à part l'exercice de stage cela limite l'intérêt.
Par curiosité quel type de presse utilisent-il?

Cordialement
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La mathématique est une science dangereuse : elle dévoile les supercheries et les erreurs de calcul. Galilée

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitec48741a8]

Bonjour,

Encore merci pour ta contribution.

Je t'envoie une illustration de la presse que je suis entrain d'étudier (fichier joint en format pdf). D'après mon analyse, les tiges sont sollicitées à la fois en flexion et en tension. Biensur que je peux trouver du temps pour modéliser toute la structure mais d'après la démarche d'analyse je dois commencer par un modèle simple pour avoir une idée sur le phénomène ou les résultats ensuite approfondir l'étude sur un modèle plus conséquent.

Tu parles de la pression de fermeture ou celle d'injection?

[invite1762dbc2]

Bonjour,
D'après mon analyse, les tiges sont sollicitées à la fois en flexion et en tension.

je dirais aussi en torsion selon l'injection et le modèle de pièce.
Je pense selon mon expérience que les colonnes doivent prendre une très très petite forme de tonneau, à vérifier lorsque si tu fais un jour le modèle complet avec quatre colonnes (à deux tu ne le verras pas)

Tu parles de la pression de fermeture ou celle d'injection?

Les deux mon capitaine

- La fermeture va te donner un type de déformation relativement statique.

- L'injection génère des forces plus dynamique et agit comme une contreforce (tendance du moule à vouloir s'ouvrir selon la surface d'injection et vitesse d'injection et la matière bien sûr). L'injection va donc renforcer la première déformation et en rajouter dans le sens inverse pour le plateau qui génère de la pression de fermeture. Je parle du plateau actif et pas du plateau dormant.
Ne perd pas de vue que la pression due à l'injection est rarement bien centrée dans le moule et donc sur le plateau.

Cordialement.
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La pression consiste à devoir faire une chose pour laquelle vous n'êtes pas vraiment préparé. Harvey Mackay

[invitec48741a8]

ok merci,

Je vais faire les deux modèles, promis et je te tiens au courant. Je prends en compte tes remarques, suggestions et ton expérience. Je crois que je vais passer tout le week-end dessus, j'ai plus de temps chez moi qu'en entreprise.
Comment je peux calculer l'angle de rotation maximal de la tige dans le système de glissement?

Je pense à la relation de RdM Thô=G.gamma

avec:
Thô: contrainte tangentielle (Mpa)
G: module d'élasticité transversal (Mpa) G=E/[2x(1+v)]
Gamma: angle de glissement (radian)
E:module d'élasticité longitudinal (module d'Young en Mpa)
v:coefficient de poisson

Merci d'avance Simplemind