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Dimensionnement d'une goupille



  1. #1
    Djo64

    Dimensionnement d'une goupille


    ------

    Bonjour,

    Voila, je voudrais savoir comment dimensionner une goupille au cisaillement, sachant que cette dernière est soumise à une force et non pas un couple.
    Elle vient lier 2 cylindres, de diamètres D1 et D2. La goupille est de diamètre d, la force est F.



    Merci pour votre aide

    -----
    Dernière modification par Djo64 ; 24/04/2008 à 14h54.

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  3. #2
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Dimensionnement d'une goupille

    Bonjour,
    Si vous pouviez nous joindre un petit croquis, la goupille traverse les deux tubes ?, soit 2 fois la section de la goupille.
    Le taux de cisaillement de la matière (voir les tables des matières)=Charge/Section (N/mm^2).
    Cordialement.
    Jaunin__

  4. #3
    Djo64

    Re : Dimensionnement d'une goupille

    Bonjour,

    Effectivement avec un schéma ce serait mieux. Par contre je n'ai pas trouvé comment faire mon propre schéma, donc j'en ai récupéré un sur ce même forum.


    Donc dans mon cas, je dois vérifier la tenue au cisaillement de la goupille ainsi que de ma pièce verte.
    Goupille de diamètre d=12mm.
    Diamètre pièce verte D1=60mm.
    Diamètre pièce rouge D2=30mm.
    F= 74220 N, appliqué sur la pièce rouge

    Merci

  5. #4
    Zozo_MP

    Re : Dimensionnement d'une goupille

    Bonjour

    Est-ce un exercice (étudiant) ou une question professionnelle.

    Pour faire un calcul correct il faut que vous indiquiez les propriétés physiques de la broche (Bleue goupille) un acier doux ou Haute résistance ne donne pas le même diamètre à utiliser

    Quel acier Pour la barre (vert)
    Quel acier pour le manchon (Rouge)

    Cordialement

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Zozo_MP

    Re : Dimensionnement d'une goupille

    [QUOTE=Zozo_MP;
    Quel acier Pour la barre (vert)
    Quel acier pour le manchon (Rouge)

    [/QUOTE]



    Erreur de ma part

    Quel acier pour la barre (ROUGE)
    Quel acier pour le manchon (VERT)


    Dites nous également si c'est une charge statique ou dynamique et le sens de la force mono-sens ou bi-sens.

    Cordialement

  8. #6
    Infra_Red

    Re : Dimensionnement d'une goupille

    mono-sens ou bi-sens.
    c'est forcément bi-sens, on étudie à l'équilibre.

    en tt cas il nous faut le matériau

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  10. #7
    Djo64

    Re : Dimensionnement d'une goupille

    Bonjour,

    Mes deux pièces vertes et rouge sont en acier 42 Cr Mo 4.
    Quant à la goupille, je ne l'ai toujours pas achetée, selon certaines données fabricant, on trouve comme matériaux utilisés "Acier ressort trempé et revenu 420 à 545 Hv" ce qui ne nous donne une dureté mais pas vraiment la nuace du matériau.
    Pour répondre à la question, il s'agit d'un problème professionnel et non pas d'une résolution d'exercice. ( Je suis en stage actuellement)

    Cordialement

  11. #8
    Djo64

    Re : Dimensionnement d'une goupille

    Oui, c'est bien dans les 2 sens que vont travailler mes pièces:
    phase 1: F vers la droite ( rentrée de mon vérin)
    phase 2: F à gauche ( sortie de mon vérin)

    merci pour votre aide

  12. #9
    Zozo_MP

    Re : Dimensionnement d'une goupille

    Bonjour IR

    Je disais ça car parfois les forces ne sont pas équilibrées dans les deux sens.

    Cas des verins de compacteurs

    Mais ok sur ta remarque pour les cas généraux.
    Codialement

  13. #10
    Infra_Red

    Re : Dimensionnement d'une goupille



    tu déduis r

  14. #11
    Zozo_MP

    Re : Dimensionnement d'une goupille

    Bonjour

    Attention faire les calculs de la broche en double section.

    Broche (Valeur calculée pour une double section )
    Acier trempé et revenu 420 à 560 HV
    Diamètre Nominal min. KN Force au cisaillement
    10 40
    12 48
    13 66
    14 84
    20 158.


    En échange qui peut me donner la pression admissible en MPa de l'acier 42 Cr Mo 4.

    J'ai un module de calcul d'Inventor qui peut donner le résultat instantanément.

    Cordialement


    Cordialement

  15. #12
    Djo64

    Re : Dimensionnement d'une goupille

    Bonjour,

    Pour l'acier 42CrMo4, on trouve les caractéristiques suivantes (d<16 mm):
    Re = 930 MPa
    1080< Rm < 1270 MPa

    En ce qui concerne la première partie du calcul, j'ai bien trouvé la valeur de Tau = F/S = 328 MPa

    Merci pour votre aide précieuse

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  17. #13
    Djo64

    Re : Dimensionnement d'une goupille

    Citation Envoyé par Zozo_MP Voir le message
    Bonjour
    Acier trempé et revenu 420 à 560 HV
    Diamètre Nominal min. KN Force au cisaillement
    10 40
    12 48
    13 66
    14 84
    20 158.



    Cordialement
    Bonjour Zozo,

    Si je m'en refère à tes résultats, ma goupille en diamètre 12 est donc sous dimensionnée, il me faudrait un diamètre de 14 donc. ( F=74 kN dans mon cas)

    Mais dans ce cas, (modification de mon trou de passage dans mes arbres), je dois alors vérifier que la section restante sur mes arbres rouge et vert est suffisante, non ? ( en fait en y reflechissant il faut que je le verifie meme si je garde mon diamètre 12)
    Pour etre clair, je suis en train de reprendre la conception de vérins hydrauliques réalisée par un précédent stagiaire, et iul n'a rein laissé d'autre que le modéle Pro Engineer de sa solution ...

  18. #14
    el_bodeguero

    Re : Dimensionnement d'une goupille

    bonjour,
    une des 2 pieces est-elle la tige ?
    l'autre la chape ?

    si oui je n'ai jamais vu de vérin avec cette conception

  19. #15
    Djo64

    Re : Dimensionnement d'une goupille

    En fait ma pièce rouge est ma tige de vérin. La pièce verte quand à elle est un "outil qui vine se fixer sur la tige. Mon schéma ne correspond pas au corps de vérin.

    J'espère avoir été un peu plus clair !

  20. #16
    el_bodeguero

    Re : Dimensionnement d'une goupille

    a mon avis une goupille de 12 tient (juste), apres c'est sur on ne tient pas compte de la rupture à la fatigue, de l'ajustement des pièces etc...
    les efforts sont strictement les meme dans les 2 sens ?
    ceci dit le fait passer en dia 14 ne va quand meme pas générer un max de surqualité.
    ton outil s'en sentira que mieux.
    (le fait de passer de dia 12 -> dia 14 augmente le coef de sécu de l'outil de 1.5 à 2.8 (solidworks) pour une charge de 74 000 N pour un matériau donné

  21. #17
    Zozo_MP

    Re : Dimensionnement d'une goupille

    Citation Envoyé par el_bodeguero;
    une des 2 pieces est-elle la tige ?
    l'autre la chape ?
    Bonjour

    el_bodeguero à raison il faut préciser car selon l'épaisseur de la chappe cela change les calculs.

    En PJ voilà ce sur quoi je suis partie pour les calculs.

    Cordialement
    Images attachées Images attachées  

  22. #18
    Zozo_MP

    Re : Dimensionnement d'une goupille

    Bonjour

    Je trouve qu'il faut une goupile de 23 (cisaillement) 181,700 MPa.

    Qui peut confirmer ?


    Cordialement

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  24. #19
    Djo64

    Re : Dimensionnement d'une goupille

    Bonjour,

    Tout d'abord, merci à tous ceux qui sont en train de m'aider.
    Ensuite, je vais essayer de clarifier le problème.
    Ma pièce rouge est une tige de vérin ( le vérin a été dimensionner par un ingénieur de la boite et ensuite reélisé en sous traitance)
    Ensuite, ma pièce verte est un tube, sur lequel on vient usiner un plat ( pas représenté) et qui réaliser le verrouillage d'un axe ( hors contexte de mon problème actuel).
    Donc, l'idée du précedent stagiaire c'était de percer la tige du vérin (rouge) et la bride (verte) pour venir les lier entre elles grace à une goupille.
    Aujourd'hui, on veut augmenter la pression dans le vérin, donc on vient modifier l'effort F (recalculé à 74 220 N).
    Pour info, la goupille ne transmet aucun efforts en rotation (arret réalisé par d'autres pièces)
    Donc maintenant, mon job c'est de reprendre le dimensionnement de la goupille afin de vérifier la tenue de l'ensemble : résistance au cisaillement de la goupille, de la tige du vérin ( affaiblie par le trou de passage de la goupille) et de ma pièce verte aussi.
    Voila le contexte de mon problème.
    Je sais que ce n'est pas très compliqué, mais les calculs de RDM remontent à bien longtemps, donc je suis pas très à l'aise avec tout ça...

    Merci encore pour votre aide

  25. #20
    Zozo_MP

    Re : Dimensionnement d'une goupille

    Bonjour

    Cela change le problème.

    Ce qu'il faut c'est donner :
    - le diamètre intérieur et extérieur du tube.
    - Est-ce qui la tige de vérin rouge et totalement cylindrique (diamêtre 40) ou a-t-elle un usinage quelconque (méplat, autres, ....).
    - S'il y a un espace quelconque entre rouge et vert cela change beaucoup le calcul..
    Donnez aussi la longueur de l'emboitement entre vert et rouge car vous avez la possibilité de mettre 2 goupilles à 90° l'une de l'autre à condition que l'écart entre les deux goupilles dans le sens axial soit d'au moins 1 diamètre à 1,5 diamètre au moins 3 diamètre pour un tube. Cette solution peut être utilisé lorsque les axes ne travaillent pas trop en rotation.
    N'oubliez pas dans votre calcul que la goupille s'appuyant de chaque côté (assemblage double section) elle encaisse un effort plus important que si elle n'était prise que d'un coté.

    Cordialement

    PS
    un petit dessin en coupe sous excel ou sous paint serait mieux pour éviter les échanges infructueux.

  26. #21
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Dimensionnement d'une goupille

    Bonjour,
    Voila à quoi (ne) devrait (pas) resembler votre goupille; si vous pouviez nous fournir un petit croquis, comme l'explique Zozo_MP, on pourrait peut-être vous en dire plus.
    Cordialement.
    Jaunin__
    Images attachées Images attachées  

  27. #22
    Djo64

    Re : Dimensionnement d'une goupille

    Citation Envoyé par Jaunin Voir le message
    Bonjour,
    Voila à quoi (ne) devrait (pas) resembler votre goupille; si vous pouviez nous fournir un petit croquis, comme l'explique Zozo_MP, on pourrait peut-être vous en dire plus.
    Cordialement.
    Jaunin__
    Bonjour,

    Voila, je viens de faire un schéma en coupe de mon assemblage. Pour le moment, seule la pièce verte (tige de mon piston) existe. Tout le reste est en phase de re-dimensionnement. Donc les dimensions de la tige sont fixes, les autres peuvent etre légèrement modifiées (problèmes d'encombrement).

    Cordialement,


    Pour des images simples, merci d'utiliser un format jpg, comme indiqué dans ce lien.

    http://forums.futura-sciences.com/thread163927.html

    Les pdf sont destinés à un autre usage.
    Images attachées Images attachées  
    Dernière modification par gienas ; 28/04/2008 à 10h13. Motif: Transformé pdf en jpg

  28. #23
    Infra_Red

    Re : Dimensionnement d'une goupille

    ton système est limité.
    je m'explique :

    ton arbre vert fait 30mm, donc le trou de la goupille doit être inférieure à 30mm, et même bien inférieure pour limiter les concentrations de contraintes dans cette arbre.

    donc à voir

  29. #24
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Dimensionnement d'une goupille

    Bonjour, Infra_Red,
    Je n'ai pas bien compris votre remarque sur : donc le trou de la goupille doit être inférieure à 30mm, et même bien inférieure
    Sur le croquis la goupille a un diam de 12[mm]. malgré les proportions.
    Amicalement.
    Jaunin__

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  31. #25
    Zozo_MP

    Re : Dimensionnement d'une goupille

    Bonjour Jaunin

    Quand IR dit bien inférieur à 30 c'est une valeur relative, mais que l'on peut lier à ma remarque ci celle-ci est correcte.

    Je trouve qu'il faut une goupile de 23 (cisaillement) 181,700 MPa.

    Qui peut confirmer ?
    Peut Ifra-Red peut-il confirmer mon calcul ?

    Cordialement

  32. #26
    Infra_Red

    Re : Dimensionnement d'une goupille

    je trouve 2x moins car y'a deux sections de cisailler.
    j'ai une contraintes de 90 MPa, c'est quoi le Rpe ?

    en tout cas, 23 mm je trouve bcp
    j'ai représenté en rouge les contraintes sur l'arbre au niveau de la zone de goupillage lors d'une traction.

    Nom : z.png
Affichages : 617
Taille : 2,5 Ko

  33. #27
    Infra_Red

    Re : Dimensionnement d'une goupille

    je trouve 2x moins car y'a deux sections de cisailler.
    j'ai une contraintes de 90 MPa, c'est quoi le Rpe ?

    en tout cas, 23 mm je trouve bcp
    j'ai représenté en rouge les contraintes sur l'arbre au niveau de la zone de goupillage lors d'une traction.

    Pièce jointe 45534

    http://meca.iutcachan.free.fr/files/...ures_print.pdf

  34. #28
    Zozo_MP

    Re : Dimensionnement d'une goupille

    Merci IR

    J'aimerai connaître la valeur exact car mon logiciel est censé donner des informations justes.
    Donc s'il y a un écart avec ce que tu dis c'est que j'ai mal paramétrer.

    De ton coté tu as pris quoi comme acier pour la goupîlle et les pièces rouge et verte.

    Cordialement

    PS : ta pièce jointe a été cancelée (je crois pour non conformité charte)

  35. #29
    Infra_Red

    Re : Dimensionnement d'une goupille

    t'as juste oublier la 2eme section.

  36. #30
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Dimensionnement d'une goupille

    Bonjour,
    Je vous joins 2 pages sur le calcul des goupilles, avec le contrôle au cisaillement, parfois à la flexion s'il y a beaucoup de jeu dans l'assemblage, ainsi qu'a la pression de contact.
    Avec un tableau pour des tensions ondulées de différents AC.
    Cordialement.
    Jaunin__
    Images attachées Images attachées

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