Torsion d'une tole en déformation plastique

[el_bodeguero]

Bonjour à tous,
J'ai besoin de réaliser une pale. Cette pale, en acier, de dimensions 700x200x20, doit etre obtenue par torsion. Cette pale une fois finie doit être "inclinée" de 22.5°. Je m'oriente vers la solution suivante:
Je fixe "au sol" une des longueurs 200 mm, à l'autre extremité je lui fait subir un couple à l'autre extrémité.
Le couple sera obtenu, à priori, par un moteur hydraulique.
La question est donc forcément la suivante:
Quel doit être le couple à mettre pour obtenir la déformation ?

Dans un premier temps je considere que la plaque sera à température ambiante. Si je pars dans une solution plaque chauffée :
il faut une chauffe parfaitement homogene, la chauffe en bain d'huile est possible mais dangeureuse pour les manipulations.
Ce n'est pas qu'un cas d'étude car il faudra que je réalise ces pales.
Merci a tous
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[invite1762dbc2]

Bonjour à tous,
J'ai besoin de réaliser une pale. Cette pale, en acier, de dimensions 700x200x20,

Ca commence à faire sacrément épais et sacrément large pour une aussi petit longueur

Quel doit être le couple à mettre pour obtenir la déformation ?

Il difficile de répondre sans précision et recommandations supplémentaires.

1°) il faut que tu dises de manière précise quel type d'acier (dureté, etc..) car il existe une grande variété d'aciers dont certains se prêtent mieux que d'autres à la déformation. Par exemple le laminage à chaud ou à semi-froid ne donne pas le même résultat.

2°) pour avoir un résultat constant il faut que tes tôles soit toujours découpées dans le sens du fil (sens du laminage). Que ta découpe soit de prérérence une découpe laser qui te donne une côte précise sans déformer la matière.
3°) Important il faut que ta tôle soit redécoupée à la dimension après torsion pour la partie qui ne sera pas fixée sur l'axe car vue l'épaisseur et la largeur de la pale, ton bout de pâle va avoir une sale tête

3°) quand tu parles de couple avec moteur hydraulique il faut que ton couple soit en réalité très bien réparti en deux par rapport à l'âme de la pale (trait d'axe). Ton outil doit être forcément un outil guidé en radial dans un cylindre très costaud. La forme de ton outil à chaque bout doit être bien étudié.

4° ) il faut que tu puisses maîtriser la vitesse de la torsion pour laisser le temps à la matière de détendre sur toute la longueur. De même que la gestion de la butée de fin de torsion du fait de l'élasticité naturelle, il faut pouvoir aller un peu plus loin ou moins loin selon le résultat.

5°) il te faut des calibres pour contrôler la régularité du pas de l'hélice (pas de la pale).

6°) selon la précision que tu veut obtenir il te faut adapter ta technique de torsion. Si tu fait des pales pour un agitateur qui tourne à petit vitesse ce n'est pas la même chose que des pales de ventilo ou autres. Car tu aurais à gérer le balourd dû au manque de précision.

Si tu as besoin de précision, il te faut travailler en roulage de torsion et de procéder en plusieurs étapes. Comme lorsque tu veux faire un cylindre par roulage. Il faut que tu envisage un traitement thermique de stabilisation par libération des contraintes internes, si les "n" degrés de torsion doivent être maintenus dans le temps.

Donc une fois que tu nous donneras un peu plus de précision sur la matière et la technnique employée nos experts en trucs tordus pourrons plus facilement de donner un ordre de grandeur du couple.
Ou alors on fait un calcul sur le genoux et tu triples la force pour être sur de ton coup

Ce n'est pas qu'un cas d'étude car il faudra que je réalise ces pales.

J'espère bien sinon ce ne serait pas drôle.

Cordialement
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Si le corps est droit qu'importe que l'ombre soit tordue. Proverbe chinois

[invitea2955c80]

...J'ai besoin de réaliser une pale. Cette pale, en acier, de dimensions 700x200x20, doit etre obtenue par torsion. Cette pale une fois finie doit être "inclinée" de 22.5°. Je m'oriente vers la solution suivante:
Je fixe "au sol" une des longueurs 200 mm, à l'autre extremité je lui fait subir un couple à l'autre extrémité.
Le couple sera obtenu, à priori, par un moteur hydraulique.
La question est donc forcément la suivante:
Quel doit être le couple à mettre pour obtenir la déformation ?

D’après Timoshenko, l’angle de torsion par unité de longueur, dans le cas d’une section rectangulaire est donné par:

TETA = MOMENT / K ab3 G

Avec a longueur et b largueur de la section, K = 0.313 ( pour a/b = 10)
Et G module d’élasticité transversal

Dans ton cas, l’ordre de grandeur du couple à appliquer est de 20 000 Nm
( 2 tonnes au bout d’un mètre )
Attention cette valeur permet d’atteindre 22°.5
En fonction du matériau choisi ,il faudra dépasser
cette valeur pour que la tôle accepte de rester à 22°5 à l’état libre ( problème analogue à celui du pliage )

[el_bodeguero]

1°) il faut que tu dises de manière précise quel type d'acier (dureté, etc..) car il existe une grande variété d'aciers dont certains se prêtent mieux que d'autres à la déformation. Par exemple le laminage à chaud ou à semi-froid ne donne pas le même résultat.

C'est un 904L (inox super austénitique) DIN 1.4539.
530 MPa < Rm < 730
Rp0.2 </= 230 MPa
A% >/= 35
HB <= 230

2°) pour avoir un résultat constant il faut que tes tôles soit toujours découpées dans le sens du fil (sens du laminage). Que ta découpe soit de prérérence une découpe laser qui te donne une côte précise sans déformer la matière.

Tout a fait d'accord avec toi et prévu

3°) Important il faut que ta tôle soit redécoupée à la dimension après torsion pour la partie qui ne sera pas fixée sur l'axe car vue l'épaisseur et la largeur de la pale, ton bout de pâle va avoir une sale tête

la tole sera découpée ensuite en laser 3D pour avoir sa forme définitive

3°) quand tu parles de couple avec moteur hydraulique il faut que ton couple soit en réalité très bien réparti en deux par rapport à l'âme de la pale (trait d'axe). Ton outil doit être forcément un outil guidé en radial dans un cylindre très costaud. La forme de ton outil à chaque bout doit être bien étudié.

Tu as raison c'est prévu.

6°) selon la précision que tu veut obtenir il te faut adapter ta technique de torsion. Si tu fait des pales pour un agitateur qui tourne à petit vitesse ce n'est pas la même chose que des pales de ventilo ou autres. Car tu aurais à gérer le balourd dû au manque de précision.

je m'en fous quand je vais voir l'appareil en fonctionnement ca vibre déjà de partout.

Si tu as besoin de précision, il te faut travailler en roulage de torsion et de procéder en plusieurs étapes. Comme lorsque tu veux faire un cylindre par roulage. Il faut que tu envisage un traitement thermique de stabilisation par libération des contraintes internes, si les "n" degrés de torsion doivent être maintenus dans le temps.

sans objet, car ces pales remuent un genre de boue, que l'on ai 22.5 ° à +/- 10% de vrillage et un hélice pas parfaite n'est pas trop grave.

[A voir en vidéo sur Futura]

[el_bodeguero]

D’après Timoshenko, l’angle de torsion par unité de longueur, dans le cas d’une section rectangulaire est donné par:

TETA = MOMENT / K ab3 G

Avec a longueur et b largueur de la section, K = 0.313 ( pour a/b = 10)
Et G module d’élasticité transversal

Dans ton cas, l’ordre de grandeur du couple à appliquer est de 20 000 Nm
( 2 tonnes au bout d’un mètre )
Attention cette valeur permet d’atteindre 22°.5
En fonction du matériau choisi ,il faudra dépasser
cette valeur pour que la tôle accepte de rester à 22°5 à l’état libre ( problème analogue à celui du pliage )

Cette formule est elle bien valable pour des déformations plaqtiques et non pas des petites déformations (non rémanentes) ?

[polo974]

Et une série de plis légers obliques répartis sur la longueur de la pale? (ça marche avec un ticket de caisse, alors avec de l'inox...)
Ou un roulage en diagonale (c'est pareil, mais sans les plis ).

L'outillage est classique, et le résultat contrôlable, pour ne pas dire prévisible...

La variation du pas peut être finement contrôlée (en théorie variation plus rapide près de l'axe, qu'en bout de pale).

En plus il y a automatiquement création d'un intrados et d'un extrados.

[invitea2955c80]

Cette formule est elle bien valable pour des déformations plaqtiques et non pas des petites déformations (non rémanentes) ?

Effectivement, cette expression ne marche que dans le domaine élastique, mais permet au moins de trouver un ordre de grandeur.
En acceptant une erreur (favorable à ton système ) on doit pouvoir l'utiliser
au-delà de la limite élastique ( le moment réel sera inférieur au moment calculé )

[el_bodeguero]

Effectivement l'obtention de la pale par plis successifs marche; nous l'avons déjà fait pour d'autres types de pales. par contre, pour notre cas la plae d'origine n'est pas obtenue comme ca.