Calcul tension par 4 câbles

[invite1a73f588]

Salut tout le monde

je viens vous voir parce que j'arrive pas a trouver une solution à mon problème qui fais parti de mon projet à rendre en B.T.S. et sa devient urgent.

enfaite le projet est un cube à exhibition, dont on a reprit le principe de la première réalisation ou le cube interne n'avais pas toute les possibilité de déplacement telle que la rotation (voir ici pour comprendre : http://vincentrioux.net/projets/arn/arn.php, il y a une petite vidéo en haut de page).

moi mon but dans le projet c'est de réaliser toute la structure ( si quelqu'un m'aider pour me dire quelle critère peuvent servir à la validation de la structure afin de compléter mon rapport je suis prennent car je trouve un peu vide mon truc :/),
sur cette structure je vais aussi venir faire le guidage des câbles et devoir trouver les enrouleurs motorisés.

et donc j'ai besoin de connaître la tentions maximum que pourrais engendrer mes 4 câbles dans la situation ou le cube interne ( qui pèse 1024N environ en prenant en incluant le poids de l'artiste dans le cube) et j'ai donc 2 câbles avec un angle de 75° et deux autres de 20° (entre le câble et la parti supérieur du cube).

je ferais un croquis si besoin mais je galère pas mal là dessus et j'en est vraiment besoin afin de voir quelle câble je vais prendre et donc enfin choisir mes poulie et trouver le couples nécessaire du moteur des enrouleurs pour soulever le cube.

merci.
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[Zozo_MP]

Bonsoir

Je pense que la personne qui pourrait vraiment vous aider est ABN84 car nous avions traiter avec lui un problème approchant pour de la robotique.

Par contre pour éclairer un peu les problèmes de structures indépendamment des pilotages des câbles qui ne sont pas forcément triviaux vu leur nombre ; il faudrait nous dire au moins le poids du cube qui se déplace et aussi les vitesses de déplacement max et surtout les accélérations et décélérations car c'est de mon point de vue la masse en mouvement qui jouera le plus sur la structure du cube extérieur.

Autre subtilité qui ne vous a pas échappé c'est qu'il y a plusieurs néons répartis sur le petit cube interne. Donc vous parliez des câbles c'est bien mais il faut aussi parler des fils d'alimentation, à moins que ce soit les câbles eux même qui soient conducteurs. Ce point est à préciser pour que mes petits camarades du forum puissent vous aider un peu.

Cordialement
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[invitee0b658bd]

Bonjour,
en regrdant la video j'ai plutot l'impression de voir 8 cables plutot que 3.
tu deplaces un solide dans l'espace pour pouvoir le positionner et l'orienter la theorie dit qu'il faut au minimum 6 points d'attache., donc comme ce sont des cables qui par definition travaillent uniquement en traction 8 me semble à priori cohérent.
pour calculer les efforts il te faut deja determiner 2 choses
1) le volume de travail pratique, intuitivement les efforts maxi seront aux limites de l'espace de travail (à confirmer)
2) l'aspect dynamique du problème, les accelerations ont l'air de ne pas être negligeables il faut donc prendre en compte cet aspect

ps: la stabilité des divers asservissements risque d'être un probleme "interessant"
fred

[invite1a73f588]

je n'est plus toute les données exact sous la main, je les reviendrais les mettre ici demain dans la matinée quand j'aurais récupérer le cahier des charges que nous avions établis.

Si je me rappelle bien le cube interne se déplace à une vitesse max de 10m/s (vitesse qui ne seras en réalité jamais atteinte car on cherche à obtenir un effet de lévitation de l'artiste situé dans le cube interne), ce cube interne à un volume de 1m^3 et pèse 1024N et y a effectivement comme le dit verdifre 8 câbles fixer au cube interne dans à chaque coins de celui-ci, mais seulement dans le cas où la tentions est la plus forte (soit les câbles le plus horizontale possible) alors seulement 4 câbles tire sur le cube interne les autres câbles sont juste enrouler afin de rester un peu tendu.

le cube interne n'as pas de néon, les néons sont seulement situé dans la structure du cube externe mais l'alimentation sera fait sans doute, à mon avis, par des câbles d'alimentation et non par les câbles de levage pour raison de sécurité.
Mais ceci n'est pas le point le plus important de mon projet et je préféré me préoccuper plus de la réalisation du système de guidage des câbles,

comme je l'est dit je doit principalement concevoir la structure externe qui fais 6m^3 et offre avec la mise en place des rails et des moteurs permettant la translation du cube interne une course d'environ 5m50 maximum.
La structure externe est est donc une structure tubulaire de spectacle, qui seras faite pour des raisons de transport des pièces avec 2 angles d'une longueur de 0.5m, 2 poutres de 2m et 1 poutre de 1m, le tout relier par des manchons avec goupilles, ce qui fait donc des poutres de 6m.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Jaunin]

Bonjour, Camunder,
Encore bienvenu sur le forum de Futura-Sciences.
Je suis désolé, je n'ai pas très bien compris cette phrase :"Je dois principalement concevoir la structure externe qui fait 6m^3
Quelles seraient les dimensions externes de votre cube ?
Cordialement.
Jaunin__

[polo974]

entre l'orthographe et la confusion entre un cube de 6m de coté et un cube de 6m³, il y a des soucis...

sur la vidéo, on voit aussi des translations des départs de câbles sur la structure externe (ce qui contredit la définition d'hypercube, si on prend les câbles comme arêtes...).

ça devient une usine à gaz, et on voit qu'il y a des pb de maintient de la tension des câbles.

sincèrement, je n'ai aucune envie de m'assoir là-dedans...

Au fait, BTS de quoi?

[invitee0b658bd]

Bonjour,
je parle d'acceleration, tu me reponds avec une vitesse

Si je me rappelle bien le cube interne se déplace à une vitesse max de 10m/s (vitesse qui ne seras en réalité jamais atteinte car on cherche à obtenir un effet de lévitation de l'artiste situé dans le cube interne),

comment cocevoir une structure ou tu ne connais ni l'intensité des charges ni leur point d'application ?

comme je l'est dit je doit principalement concevoir la structure externe qui fais 6m^3 et offre avec la mise en place des rails et des moteurs permettant la translation du cube interne une course d'environ 5m50 maximum.
La structure externe est est donc une structure tubulaire de spectacle, qui seras faite pour des raisons de transport des pièces avec 2 angles d'une longueur de 0.5m, 2 poutres de 2m et 1 poutre de 1m, le tout relier par des manchons avec goupilles, ce qui fait donc des poutres de 6m.
Hier 22h44

tu as surement beaucoup de choses a mettre au clair avant de pouvoir attendre une réponse utile
fred

[invite1a73f588]

Bonsoir,
Je vais reprendre un peu le sujet avec les données actuelle que j'ai, et énumérer les 4 parties que j'ai à étudier pour mon projet :

Tout d'abord ce sujet est destinée à un artiste qui a repris le principe d'hypercube, son but étant de se placer dans le cube interne afin d'y effectuer des figures, ce cube interne se déplacera dans le cube externe sur lequel des néons clignoteront, ce qui auras pour effet de donner une impression d'apesanteur aux spectateurs.

1) le bâti(du cube externe), j'ai pour but de choisir et de concevoir les éléments qui feront parties du bâti et doit pouvoir aider mes 2 autres camarades qui sont sur le projet à mettre leurs travaux dessus(qui eux, réalise les translation qui guide le câbles), pour çà j'ai pris comme le projet initiale, les structure tubulaire comme on peux voir dans les spectacles, concert et autres évènements. Cette parti est donc déjà fini, pour répondre à certain critères on a décider de prendre des pièces chez un constructeur la structure est de forme carrer.

2) le choix des câbles, là je doit valider mon choix de câbles et c'est là que j'ai besoin d'aide pour le calcul de la tentions, une fois la tentions calculer, je pourrais donc déterminer le diamètre nécessaire pour résister à la charge maximale, sachant que je prendrais un coefficient de sécurité de 3 au moins. Je sais juste quelle type de câble j'ai besoin, des câbles de levage, comme on peut voir sur des grues.

3)Le guidage des câbles, je doit assurer la liaison (je sais pas trop comment le dire) entre les enrouleurs et le cube interne. Donc le choix des poulies et leurs trajets le long de la structure.

4) Les enrouleurs, là je doit donc une fois avoir trouver donc l'effort de tentions dans les câbles, trouver des enrouleurs qui seront motorisé et donc calculer le couple et la puissance nécessaire de ce moteur.

Pour données voilà ce que j'ai sur le cube interne :
volume : 1m^3
masse : 24kg
masse avec l'artiste : 104kg
vitesse de déplacement : 20cm/min
le cube interne à huit points d'accroche, un à chaque coins, et sur chacun d'entre eux je sais que vienne se mettre en place des tendeurs (si je ne me trompe pas de noms) entre les anneaux et les câbles.

le cube externe :
Volume : 6m^3
à partir du choix que j'ai fais :
les images sur les serveurs externes est interdite sur nos forums. Merci d'utiliser la procédure d'insertion des pièces jointes.
en rouge:des coins de 0,5m de long,
en jaune: des poutres de 2m,
en vert: une poutre de 1m.
( des tailles différentes, plutôt qu'une simple poutre de 6m pour permettre de porter les poutres et de les faire passer par une portes.

le tout en considérant que cela fais une poutre de 6m d'après les données constructeur : global truss) résisterais à une charge de 613kg en son centre. La liaison entre les poutres se fais par manchons goupillé avec des broches de sécurité. J'ai besoin juste d'indications, des critères qui aiderais à justifier mon choix et j'essayerais de trouver par moi même après ce que je pourrais mettre d'après ce que vous auriez pu me dire.

Voilà je n'ai rien de plus, malheureusement j'ai été opérer et j'ai rater 2 mois de cours, je doit rendre ce projet le 27mai donc autant dire que je suis énormément à la bourre et que j'angoisse pas mal d'où ma demande de sollicitations auprès de vous.

En vous remerciant,
Camunder.

[polo974]

un cube de 6 m de coté:
6m * 6m * 6m = 216m³ et pas 6m³

vitesse de déplacement : 20cm/min
c'est la vitesse de croisière d'un escargot, le spectacle risque d'être somnifère.

c'est très flou cette histoire...

[invite1a73f588]

ha oui effectivement, erreur de ma part pour les 6m^3, j'ai pas fais attention >_<

et enfaite il y as eu un changement c'est 10m/min max, je n'avais pas le cahier des charges à jour enfaite, on ne m'avais pas averti du changement, désoler.

[Zozo_MP]

Bonjour

Il y a un point que vous semblez mettre de coté c'est le pilotage des câbles.

4) Les enrouleurs, là je doit donc une fois avoir trouver donc l'effort de tentions dans les câbles, trouver des enrouleurs qui seront motorisé et donc calculer le couple et la puissance nécessaire de ce moteur.

L'effort est une chose mais enrouler ou dérouler juste la bonne quantité de presque tous les 8 câbles à la fois ce n'est pas triste à gérer.

Faite vous une feuille excel (VBA) dans laquelle vous positionnez le cube dans n'importe quel position et regardez comment varie la longueur de chaque câble en fonction de chaque position. Regardez surtout les câbles qui sont opposés l'un à l'autre par exemple le coin inférieur droit avec l'inférieur gauche ou inférieur droit et supérieur droit (front et back).

J'oubliai de préciser que tout ça doit être calculé en tenant compte du centre de gravité de la personne qui sera à l'intérieur du cube mobile, acteur qui déplacera le CG à sa guise.
Je serais assez enclin à penser que sans pilotage par ordinateur ou des cordistes professionnels vous ne pouvez pas y arriver sans un ordinateur avec un programme informatique très sioux nécessitants plusieurs centaines d'heures.
Par exemple le choix des moteurs serait (à confirmer par nos experts) plutôt orienté vers des moteurs pas à pas pour pouvoir gérer finement les mouvements de chaque câbles.

J'ai l'impression que votre sujet est très intéressant mais que vous avez fait un choix trop ambitieux par rapport au niveau de connaissance requis pour mener à bien une telle entreprise dans un délai aussi court.

Cordialement.
.

[invite1a73f588]

Effectivement je ne parle pas des commandes numériques qui seront à prévoir car nous n'avons pas dans notre projet à nous en préoccuper car on a pas les connaissances pour les réaliser et c'est bien par ordinateur que c'est gérer.

Quand au centre de gravité, c'est la aussi simplifié car justement je n'aurais pas le temps de faire chaque cas, le centre de gravité resteras toujours au milieu du cube interne.

[invitee0b658bd]

Bonjour,
il serait peut être bon de commencer par mettre en equation tout cela
etape n°1:
faire un choix pour la representation de la position du cube interne. coordonées cartesiennes , cylindriques ou spheriques ?
faire un choix pour le representation de l'orientation du cube, angles d'euler ou autres...?
en tout état de causes tu doit te retrouver avec 6 coordonnées qui vont te permettre de calculer la longueur de tes huit cables.
une fois ce jeux d'equations determiné tu peux commencer à chercher les forces dans les cables ( en appliquant soit le PFS soit le PFD en fonction des accelerations et des masses en jeu)
tu te retrouves quand même avec un probleme à ce niveau tu as huit inconues pour 6 equations (normal ton systeme est intrinsequement hyperstatique)
tu leves facilement une partie de cet hyperstatisme en remarquant que les cables ne peuvent travailler qu'en tension

finalement quand tu en est la , tu n'es plus trés loin d'obtenir la loi de commande de tes actionneurs
fred