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Déformation vertical d'un tuyau sous pression linéique



  1. #1
    Bertrand27

    Déformation vertical d'un tuyau sous pression linéique


    ------

    Bonjour,

    J'ai fait appel aux membres de Futura Forum car je suis confronté à un problème.
    Je cherche dans un premier temps évaluer une déformation verticale d'une pièce en acier (je crois que cela s'appelle la flèche) et un moyen de la minimiser.
    J'avais trouvé des sujets similaires mais je voulais discuter des solutions avec vous.

    Voici le contexte et mon objectif:
    On considère un tuyau.
    La partie supérieur du tuyau est sollicité par un étau. Cet étau est relié à une machine qui translate le long de ce tuyau.
    A un instant t, l'étau descend et appuie contre le tuyau. A un instant t+2s, l'étau se lève, la machine translate (et donc l'étau aussi) le long de ce tuyau. La distance parcouru est variable selon le choix de l'utilisateur (cela signifie donc que l'étau peut être en contact n'importe où sur la partie supérieur du tuyau).
    On se place dans le cas le moins optimiste : au centre du tuyau

    Mon objectif consiste à:
    • vérifier que le maintien en position par l'étau ne déforme/n'écrase pas le fût
    • S'il résiste tant mieux sinon, je dois proposer une solution.

    Cette machine n'a aucun intérêt en soit (cela ne sert à rien d'exercer des pressions sur un tuyau). L'intérêt réside à voir si le tube résiste et aux solutions proposées pour réduire cette déformation (si déformation il y a)
    Voici les données que j'ai :

    * Pour le tuyau :
    Diamètre : 114 mm
    Epaisseur : 3,6 mm
    Longueur : 6 m
    Matériaux : acier standard

    *Pour l'étau :
    Acier
    surface :300* 150 mm
    L'étau est fixé sur un vérin qui peut translater. Ce vérin est alimenté par une source hydraulique (la pression d'exercice est de 50 bar)

    * Critère :
    La déformation admise doit être inférieure au mm

    * Moyen mis à disposition : logiciel RDM LEMANS

    2 cas de figures sont envisagés (je vous joints des schémas fait sous Paint avec des carrés) :
    1) Le tuyau est maintenu par deux supports inférieurs aux extrémités.
    2) Le système est maintenu au extrémités par deux systèmes latéraux (cela peut être des pinces, des mandrins...)

    NB : La longueur de la pince ou des supports de ces systèmes ne sont pas connu. Il sera possible de prendre "n'importe quelle valeur" tant que le tuyau n'est pas déformé.
    ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

    Voici le raisonnement :

    50 bar=50.10^5 N/m²= 5 N/mm²
    Il y a un contact plan-cylindre entre l'étau et le tuyau. Donc le résultat est une droite.
    Donc le contact linéaire est de : 300 mm
    Il y a donc 5N sur 300 mm, soit une pression de 0,017 N/mm

    Donc sur RDM LEMANS, je place une charge linéaire de 0,017 N/mm

    En pièce jointe, voici ce que j'obtiens.
    Dans les deux cas, la flèche est inférieure au mm donc je suis cohérent.

    Pouvez vous confirmez mes résultats ?

    Sinon, si j'ai faux, je pensais peut être ajouter un élément intermédiaire entre l'étau et le tuyau comme une planche en bois (qui serait fixé à l'étau).

    Merci et bonne fin de journée.

    -----
    Images attachées Images attachées

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  3. #2
    Bertrand27

    Re : Déformation vertical d'un tuyau sous pression linéique

    Bonsoir,

    Je peux reformuler si nécessaire.
    Je reste à votre disposition.

    Cordialement

  4. #3
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Déformation vertical d'un tuyau sous pression linéique

    Bonjour, Bertrand27,
    Auriez vous les dimensions et la matière de votre tuyau ?

    Je n'ai pas très bien compris :
    50 bar=50.10^5 N/m²= 5 N/mm²
    Il y a un contact plan-cylindre entre l'étau et le tuyau. Donc le résultat est une droite.
    Donc le contact linéaire est de : 300 mm
    Il y a donc 5N sur 300 mm, soit une pression de 0,017 N/mm
    Vous mettez la charge sur une ligne (d'une largeur de 1 [mm]) ou moins ?

    Cordialement.
    Jaunin__

  5. #4
    Bertrand27

    Re : Déformation vertical d'un tuyau sous pression linéique

    Bonjour Jaunin,

    Quelles dimensions de plus avez vous besoins ?
    * Pour le tuyau :
    Diamètre : 114 mm
    Epaisseur : 3,6 mm
    Longueur : 6 m
    Matériaux : acier standard

    Vous mettez la charge sur une ligne (d'une largeur de 1 [mm]) ou moins ?
    Je pense que la largeur d'une segment est négligeable dans le cadre d'un contact cylindre - plan.
    J'ai donc pris une largeur de 1 [mm].
    Donc la "surface" de contact serait : 300*1 =300 [mm²]
    Comme je considère un problème plan et une charge linéaire, je prend la valeur 300 [mm].
    Pensez vous que c'est judicieux ?

    Mon calcul servait à déterminer la pression exercée par l'étau (et ses 300 [mm] de longueur) sur mon tuyau.

    Je reste à votre disposition.
    Merci
    Dernière modification par Bertrand27 ; 05/01/2013 à 20h02.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Déformation vertical d'un tuyau sous pression linéique

    Bonjour, Bertrand27,
    Je ne savais pas que vous repreniez les dimensions de cette discussion.
    Bon, je vais reprendre ça dans un moment.
    Cordialement.
    Jaunin__

  8. #6
    Bertrand27

    Re : Déformation vertical d'un tuyau sous pression linéique

    Bonjour,

    Entendu, je vous remercie de votre aide.

    Cordialement

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  10. #7
    cardan

    Re : Déformation vertical d'un tuyau sous pression linéique

    Bonjour,

    Rapidement car en ce moment je suis un peu débordé mais plusieurs remarques néanmoins:

    1 ) Le vérin d'application de la charge sur le tuyau est alimentée par une pression de 50 bars, avec les dimensions du vérin vous devez calculer l'effort développé par le vérin en prenant en compte la surface du piston du vérin (diamètre du piston etc) lorsque cette force sera connue alors seulement là vous pouvez calculer la charge répartie sur le tube en divisant F par L et sûrement pas en divisant la pression par la longueur comme vous le proposez.

    2 ) Lorsque cette force est déterminée, si vous voulez réfléchir à l'écrasement du tube il faut vérifier la pression de matage en utilisant les formules de Hertz, cas du contact linéaire rectiligne. Cette pression étant calculée il faut la comparer à ce que supporte la matière du tube et voir si elle dépasse la pression admissible par le matériau du tube. Il y avait déjà eu une discussion similaire concernant un tube percé il y a quelques semaines.

    3 ) Si vous souhaitez faire un test d'écrasement du tube.....il faut revoir votre montage car là vous faites surtout un test de flexion du tube, donc prévoyez plutôt un appui sous le tube à l'endroit où vous serrez ce qui évitera au tube de fléchir car il sera maintenu. Si c'est effectivement un test d'écrasement du tube pourquoi une telle longueur ?

    Cordialement

  11. #8
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : Déformation vertical d'un tuyau sous pression linéique

    Bonjour, Cardan,
    Effectivement, très bonne remarques, je vais attendre que Bertrand27, que je salue, nous précise d'ou vient cette pression de 50 [bar] et quel teste il veut effectuer.
    Cordialement.
    Jaunin__

  12. #9
    cardan

    Re : Déformation vertical d'un tuyau sous pression linéique

    Bonjour Jaunin,

    Effectivement c'est le plus sage car avant d'engager du temps de calculs ou du temps de simul vaut mieux déjà s'assurer que la solution n'est pas trop bancale au départ. Je conçois qu'on puisse chercher à vérifier la tenue à l'écrasement d'un tube mais je pense qu'à ce moment là il vaut mieux déjà le bloquer par en dessous plutôt que de le laisser fléchir, d'autant qu'avec la flexion du tube le modèle à charge répartie n'existera plus (le tube s'incurve) et donc la surface plane d'appui portera en deux points sur un cylindre légèrement incurvé....On verra mais ça ressemble un peu au problème du cylindre percé, dans tous les cas déjà une bonne année pour 2013 de ça je suis sûr !

    Cordialement

  13. #10
    Sanglo

    Re : Déformation vertical d'un tuyau sous pression linéique

    Bonjour,

    J'ai du mal à comprendre le problème.
    La partie supérieur du tuyau est sollicité par un étau. Cet étau est relié à une machine qui translate le long de ce tuyau.
    A un instant t, l'étau descend et appuie contre le tuyau. A un instant t+2s, l'étau se lève, la machine translate (et donc l'étau aussi) le long de ce tuyau. La distance parcouru est variable selon le choix de l'utilisateur (cela signifie donc que l'étau peut être en contact n'importe où sur la partie supérieur du tuyau).
    Si la machine est bien conçue, l'étau immobilise le tuyau mais n'xerce pas de force verticale sur ce dernier.
    Il doit y avoir un mors supérieur (qui est representé sur les croquis) mais on ne voit pas de mors inférieur.
    Ce mors inférieur devrait être réglé à hauteur constante quelle que soit sa position par rapoprt au tuyau.

    Cette machine n'a aucun intérêt en soit
    Si on se donne la peine de faire translater un étau, il y a bien un intérêt quelque part !!!
    S'agit-il d'une opération de perçage ?
    Cette demande est-elle à mettre en relation avec une autre demande de l'auteur à savoir "Rôle du vé de perçage" postée moins de deux heures avant celle-ci ?

    Pour ma part, j'aimerais comprendre.

    Cordialement.
    Pas de problèmes ... rien que des solutions.

  14. #11
    Sanglo

    Re : Déformation vertical d'un tuyau sous pression linéique

    Bonjour,

    Cette machine n'a aucun intérêt en soit
    Il semble que que la question posée et les réponses déjà apportées n'ont aucun intérêt non plus.

    A++
    Pas de problèmes ... rien que des solutions.

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