determination du materiau en cissaillement

[invite8fa85403]

Bonjour, j'ai un problème que je n'arrive pas à résoudre
Je dois chercher un matériau qui correspond aux caractéristiques suivantes mais je ne sais pas comment faire =

J'ai 1 tiges métallique de diamètre 10 mm par 200 de longueur
Si on applique une force de 250 N perpendiculaire à ces tiges, le système casse. (ex = coup de marteau, chocs...)

On travaille donc en cissaillement
on a donc t= T/S = 250 / (3.14*5²)= 3.18 N/mm²
et après, comment peut on determiner le materiau???
(je ne connais pas y dans la formule t=yG)

Et si quelqu'un comprend mon problème, qu'en est t'il pour 3 de ces mêmes tiges disposées à 120° sur un diamètre de 200???

Si vous pouvez m'indiquer comment procéder, merci.
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[invited987c90b]

Bonjour,

Auriez-vous une modélisation ou le texte du problème? J'ai un peu de mal à visualiser

Vous donnez une longueur de tige en disant ensuite que cette tige est soumise dans sa section droite à un cisaillement pur (la longueur ne sert alors à rien dans le problème), et ensuite vous dites que la sollicitation est de type choc et vous faites un calcul qui n'est valable que pour des vitesses de déformations faibles...

Cordialement,
Kiri

[Jaunin]

Bonjour, Parmenideb,
Encore bienvenu sur le forum de Futura-Sciences.
Je m'inscris à la suite des remarques de Kiri44-127, non seulement si vous aviez un croquis et les désignations des lettres dans vos formules.
Cordialement.
Jaunin__

[invited987c90b]

Je suppose que:
- t : contrainte de cisaillement
- T : effort tranchant
- S : section droite de la tige
- y : Déformation angulaire
- G : Module de Coulomb

Corrigez moi si je me trompe,

Kiri

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite8fa85403]

Désolé pour le temps de reponse. les designations sont bi"en celle que kiri à donné.

voici le shéma du problème =

[url=[COLOR="Green"]xxxxxxxxxxxx[/COLOR]
Les tiges font 10 mm de diamètre (la longueur n'intervient pas dans le calcul, toutefois, L = 200 mm)

Pour ce qui est de mes formules, j'ai pris les formules classiques de cisaillement mais je ne sais pas si il faut utiliser cellle ci.

Bonjour
Les images envoyées pat "IMG" ne sont plus acceptées.
Lisez: http://forums.futura-sciences.com/technologies/224028-insertion-pieces-jointes.html
sur l'insertion des pièces jointes en tête de cette section.

La modération
Papykiwi

[verdifre]

bonjour,
si je ne me trompe pas, le cisaillement implique qu'il y ai un ecart trés faible entre les deux forces antagonistes
si tu appliques un choc au milieu d'une barre de 20 cm il va inevitablement y avoir flexion
fred

[invite8fa85403]

Tout d'abord, merci à tous de m'aider.

Pour que vous comprenniez mieux : je suis en iut gmp et je dois concevoir un système mécanique.
Pour que celui ci soit protégé, il faut que la partie supérieure du système se détache de la partie inférieure en cas de chocs supérieur à 250 DaN. Pour cela, je vais utiliser 3 barres métalliques fusibles (de diamètre 10 mm et de longueur 200 mm) disposées à 120° entre 2tubes inox de diamètre 204 mm

Je dois déterminer le materiau le plus adapté, c'est à dire qui résiste à un choc inférieur à 230 DaN et casse en cas de chocs de plus de 250 DaN. (le préférable est que le materiau soit métallique, toutefois, il peux aussi être un polymère ou une céramique)

En fait, je ne sais pas comment comment je peux determiner ce materiau.

[invited987c90b]

Bonjour,

Qu'est ce qui t'impose le diamêtre de 10 sur tes tiges?

En général dans les cas comme le tien on s'impose un matériau (en vérifiant les compatibilités avec les matériaux des pièces composant l'assemblage) puis on dimensionne la section des tiges en conséquence pour que la rupture intervienne à la valeur souhaitée. Sinon il existe aussi des goupilles cylindriques calibrées pour rompre à un certain niveau de contrainte (voir chez Bafa).

Pour les formules utilisées j'avoue qu'il faudrait vraiment voir les conditions d'application des efforts (un schéma plus détaillé peut être?)

Juste une question comment tu vas réaliser l'assemblage de tes 3 tiges métalliques et de tes 2 tubes en inox?

Cordialement ,
Kiri

[invite8fa85403]

Le diamètre est peu important. Mais trouver des barres de plus de 20 mm de diamètre est difficille, il est donc important que le diamètre reste petit. j'ai choisis 10 mm comme base pour ma réfléxion (mais le principe peu être appliquable pour d'autre diamètre).
De plus, une même resistance pour un diamètre plus elevé corespondrai probablement à un materaiu plus cher.

Les barres seront filletées à chaques extrémités et serées par des écrous inox. La cassure ne s'effectura pas à ce niveau car le choc peut s'effectuer uniquement dans la zone ciblée.

Voila un shema détaillé, ci celui ci peut aider.
En rouge, une barre
En vert, les écrous
En bleu, les "tubes" qui comprennent les barres
En rose, un capot protecteur en alluminium qui se deformera lors du choc.
La flèche indique le choc, qui s'effectue sur le capot. Celui ci est fait par l'application d'une force de 250 DaN.

[url=http[COLOR="Green"]xxxxxxxxxxxxxx[/COLOR]
Edit = le choc peut venir de n'importe quel coté du tube.
et pour ce qui concerne le choix du materiau, je ne sais pas les formules à utiliser donc, je ne sais pas si le materiau sera conforme aux attentes.

Idem #5

[invited987c90b]

J'avoue que je ne comprends pas l'intérêt de "rompre" les tiges en cas de choc latéral. De quel système s'agit-il en fait?

La solution de goupille fusible est plutôt utilisée lorsqu'un arbre moteur entraîne un ensemble mécanique qui pourrait générer un couple accidentel qui entraînerait la ruine du moteur (et donc un danger pour l'utilisateur, comme c'est le cas par exemple sur un moteur de bateau : des goupilles de cisaillement permettent de séparer l'arbre de l'hélice de l'arbre moteur si l'hélice se bloque dans des algues par exemple...)

Dans l'état actuel de votre conception, il est évident que ce n'est pas un dimensionnement au cisaillement puisque on est en flexion. Il faut aussi dimensionner le capot "absorbeur de choc". En effet il va consommer une certaine partie de l'énergie d'impact.

Qu'est ce qui assure la rigidité en torsion de l'assemblage? J'ai peur que ce ne soit que le serrage des écrous...Dans tous les cas, la solution sera métallique, et il faudra faire attention aux couples de matériaux. Je serai plutôt partisan de revoir un peu la solution avant de la dimensionner.

Cordialement,
Kiri

[invite8fa85403]

Le sujet de l'étude porte sur la réalisation d'un poteau qui pourrais implanté sur la voie publique. celui ci pourrais soutenir un luminaire, un feu de signalisation, etc..

Le "prototype" (essai) a déja été réalisé avec des materiaux conventionnels (aciers basiques et inox) et la solution technique fonctionne avec les écrous...
Mais mon proffesseur m'a donné la semaine dernière des informations sur la législation concernant l'implantation de poteau sur la voie publique = il faut que celui ci se couche lors d'un choc de 250 DaN... (après un test, cela ne fonctionne pas pour le prototype).

Si les barres sont fusible, cela resout le problème car le poteau tombera.
En ce qui concerne le capot, il sert uniquement de protection pour que personne ne mettent les doigts au milieu du système, en cas de choc, sa résistance est quasi négligeable (materiau très deformable).

[Zozo_MP]

Edit : trop tard avec les dernières informations ma proposition n'est pas bonne

[verdifre]

bonjour,
dans ce que tu dit, selon la hauteur à laquelle va se produire le choc , les barres risquent de travailler principalement en traction et en compression.
il faudrait donc savoir 250 DaN à quelle distance des fusibles ?
et quels sont les efforts repris beaucoup plus haut par le poteau ( si panneau efforts du au vent entre autre)
fred

[invite8fa85403]

Bonjours,
En effet, les barres travaillent en traction et compression, mais les forces sont faibles, car elles dependent principalement du poids.

En ce qui concerne le vent, je ne peux qu'espérer qu'il n'y ai pas de bourasques trop importantes (la legislation definie simplement que le système doit casser lors d'un choc de 250 DaN).
Toutefois il faudrais théoriquement tenir compte d'un effort constant du vent (mais cela sera testé, et on verra en fonction des résultats des essais).

Mais je cherche toujours un moyen de determiner le materiau qui résistera à un choc 230 DaN et qui cassera à un choc de 250 DaN.
En espérant que quelqu'un connaisse la méthode, je vous remercie de m'aider.

[verdifre]

bonsoir,
le choc appliqué directement sur ces barres ou plus haut ?
fred

[Jaunin]

Bonjour, Parmenideb,
Pourquoi ne pas prendre un acier bien connu dans ses caractéristiques et sa composition, pour que les pièces aient toutes les mêmes caractéristiques.
Ensuite créer sur votre pièce une amorce de rupture bien calibrée pour un choc à 250 [daN]
Cordialement.
Jaunin__

[invite1c20f11a]

Bonjour, Parmenideb,
Pourquoi ne pas prendre un acier bien connu dans ses caractéristiques et sa composition, pour que les pièces aient toutes les mêmes caractéristiques.
Ensuite créer sur votre pièce une amorce de rupture bien calibrée pour un choc à 250 [daN]
Cordialement.
Jaunin__

Bonjour, je cite un message mais ce sont tous qui sont concernés par ce que je dis: <<un choc à 250N>> n'a aucune signification mécanique.
. . .Un choc se qualifie en énergie, donc en joules, et un matériau se teste sur des éprouvettes normalisées avec le mouton à chocs de Charpy. Tous les mécaniciens le savent. S'il y en a un autre sur ce forum il vous le confirmera.
pont

[verdifre]

bonjour,
merci pont pour ces rappels de physique elementaire
que ne ferait on sans toi
merci encore
fred