Calcul palonnier en croix

[Hohenheim19]

Bonjour à tous,
Voilà j'ai un palonnier en croix constitué de 2 IPN 160 de longueur 2620 chacun. (I=935cm4)
Une tôlé ép8mm de dimensions 500mmx500mm est soudée centrée sur le dessus des 2 IPN.
Des crochets de levage en rond de 15mm y sont soudés en dessous à chaque extrémité et une oreille de levage d'épaisseur 12mm est soudée sur la tôle en plein centre.
J'aurai voulu savoir si quelqu'un avait une méthode de calcul pour connaître la CMU possible.
Je vous joins un croquis.



Merci d'avance à ceux qui pourront m'aider ou simplement m'éclairer

Cordialement
Hohenheim19.
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[Whisper_]

Bonjour,

un rapide calcul en partant sur 235MPa maxi donne:

Pour un I en flexion: 21kN de chaque coté
Pour les anneaux (calcul en traction pure): 83kN par anneau si la section de la soudure est supérieure à celle du rond diam 15.
Pour le crochet central: Les dimensions de la section la plus faible sont à préciser, à vue d'oeil >100kN

Attention cela sans aucun coef de sécurité!
Attention aussi aux soudures en traction pure, la section du cordon doit être suffisante et les conditions de soudage adaptées aux matériaux (je pense en particulier aux ronds, ne pas prendre un acier qu'on ne connait pas! c45, stub -> casse assurée) ou alors les crochet qui sont tordus et qu'on redresse à la masse: risque de fissures.

Je pense que tu peux raisonnablement partir sur 1 tonne par crochet, ce qui donnera un coef de secu de 2 en flexion et >3 pour les soudures en traction.
En principe on fait un test à 130% de la charge (chez nous c'est 300%...)

[Jaunin]

Bonjour, Hohenheim19,
Comment sont assemblé vos IPN au centre de la croix.
Pouvez vous joindre le fichier CAO en STEP.
Cordialement.
Jaunin__

[cardan]

Bonjour,

Effectivement comme dit Jaunin: "comment sont assemblés les IPE au centre ?" la voilà la bonne question car ils ont vraisemblablement la même hauteur. Si c'est le disque qui assure l'assemblage il aurait au moins fallu en placer un autre en dessous....Donc une solution avec deux disques placés: un au dessus et l'autre en dessous me paraissait plus judicieuse. Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[Jaunin]

Bonjour, Hohenheim19,
Quelle que idées pour amélioré votre palonnier, il y en à d'autre.
Cordialement.
Jaunin__

http://www.acfmecanique.fr/palonnier%20en%20croix.htm

http://www.techni-contact.com/pdf/ca...nier-de-levage

http://www.ilsa.be/PDF/FR/fabricatio...onniers_fr.pdf

http://www.traclev.com/upload/produi...iers/227fr.pdf

http://sebinouz.free.fr/pro/Rapports..._PALONNIER.pdf

[djodjo44]

Bonsoir,

Il y a peut-être à prendre en compte le fait que les élingues ne sont pas toutes de la même longueur et ont toutes une élasticité relative qui font que les "branches" de la croix ne vont pas être soumises à une sollicitation identique.

[Jaunin]

Bonjour, Hohenheim19,
Votre palonnier est-il toujours d'actualité ?
Cordialement.
Jaunin__

[Hohenheim19]

Bonjour à tous,
Tout d'abord merci pour vos réponses.
Oui Jaunin, veuillez m'excuser pour ce retard mais mon palonnier est toujours d'actualité!
En fait c'est un palonnier qui est déjà réalisé et qui a déjà servi seulement aucun calcul n'a été fait pour savoir quelle CMU il est possible de lever avec, c'est pourquoi je m'interroge (enfin... VOUS interroge )

Bonjour, Hohenheim19,
Comment sont assemblé vos IPN au centre de la croix.

Le palonnier est constitué d'un IPN 160 entier de 2620mm puis le second IPN a été grugé puis soudé sur le premier, le tout lié par la plaque du dessus qui est également soudée.

Bonjour,

un rapide calcul en partant sur 235MPa maxi donne:

Pour un I en flexion: 21kN de chaque coté
Pour les anneaux (calcul en traction pure): 83kN par anneau si la section de la soudure est supérieure à celle du rond diam 15.
Pour le crochet central: Les dimensions de la section la plus faible sont à préciser, à vue d'oeil >100kN

Attention cela sans aucun coef de sécurité!
Attention aussi aux soudures en traction pure, la section du cordon doit être suffisante et les conditions de soudage adaptées aux matériaux (je pense en particulier aux ronds, ne pas prendre un acier qu'on ne connait pas! c45, stub -> casse assurée) ou alors les crochet qui sont tordus et qu'on redresse à la masse: risque de fissures.

Je pense que tu peux raisonnablement partir sur 1 tonne par crochet, ce qui donnera un coef de secu de 2 en flexion et >3 pour les soudures en traction.
En principe on fait un test à 130% de la charge (chez nous c'est 300%...)

Pouvez-vous détaille un peu plus vos calculs si cela ne vous dérange pas?
Merci d'avance

Cordialement
Hohenheim19

[Hohenheim19]

Je suppose que les dimensions de l'oreille de levage peuvent s'avérer utiles... (épaisseur 12mm)



Cordialement
Hohenheim19

[Jaunin]

Bonjour, Hohenheim19,

Le palonnier est constitué d'un IPN 160 entier de 2620mm puis le second IPN a été grugé puis soudé sur le premier,
le tout lié par la plaque du dessus qui est également soudée

Donc on à deux moitiés soudées de part et d'autre.
Cordialement.
Jaunin__

http://forums.futura-sciences.com/ph...palonnier.html

Comme la dit Whisper_ que je salue il faut connaître les qualités des soudures et comme c'est déjà fait.

[Jaunin]

Bonjour, Hohenheim19,
J'ai reconstituer votre palonnier, j'ai fais un essais avec une charge de 4 [t], j'ai une flèche de 2.6 [mm] au bout de chaque bras.
Par contre j'ai des contraintes très élevées au centre de la croix 432 [MPa]. Aux jonctions des soudures des parties grugées.
Quelle charge voulez-vous soulever ?
Cordialement.
Jaunin__

[Jaunin]

Bonjour, Hohenheim19,
J'ai refais la simulation avec la remarque de Cardan, que je salue, j'ai remis une même plaque en dessous de la croix, j'ai un meilleure résultat, une flèche de 2 [mm] et une contrainte de 190 [MPa].
Cordialement.
Jaunin__

[Hohenheim19]

Bonsoir Jaunin
Hé bien j'aurai aimé soulever 3500daN avec ce palonnier.
Mais je pense que les contraintes seront encore élevées.
Est ce que je risque une rupture de la structure?


Cordialement
Hohenheim19

[Jaunin]

Bonjour, Hohenheim19,
Voir la réponse #12, avec 40'000 [N], avec un renfort supplémentaire.
Mais bon c'est théorique, on ne connaît pas la qualité des soudures.
Mais on est limite.
Vous avez vu les remarques de Whisper_, que je salue, il doit être du métier.
Cordialement.
Jaunin__

[djodjo44]

Bonjour,

Personnellement, lorsque j'avais des outillages à réaliser, pour des calculs "à la louche", c'est à dire sans les contraintes composées, sans les calculs de flèche, je faisais mes calculs en prenant 100 MPa.

Ce qu'il faut savoir, c'est si le levage de 3500daN, doit se faire souvent, ou qu'une fois.
Savoir également si le palonnier est obligatoire par manque de hauteur sous croc, ou du fait des points d'accrochage des pièces à soulever. Si la hauteur sous croc est importante, il y a la possibilité de modifier le palonnier et de s'en servir comme un écarteur d'élingues en mettant dans les bouts sur le dessus des crochet à souder.
Il est certain que la qualité des soudures à une grosse influence sur la résistance.

[Hohenheim19]

Bonjour,
Tout d'abord merci à tous...

Bonjour, Hohenheim19,
Voir la réponse #12, avec 40'000 [N], avec un renfort supplémentaire.
Mais bon c'est théorique, on ne connaît pas la qualité des soudures.
Mais on est limite.
Vous avez vu les remarques de Whisper_, que je salue, il doit être du métier.
Cordialement.
Jaunin__

Oui J'ai bien lu son post. Je lui ai demandé quelques explications sur ses calculs mais pas de réponse.
Il a en effet l'air d'être du métier!

Il est certain que la qualité des soudures à une grosse influence sur la résistance.

C'est certain mais comment la connaître?

Cordialement
Hohenheim19

[djodjo44]

Il y a 2 possibilités de connaître la qualité d'une soudure :

1) la scientifique, qui est indiscutable et qui consiste à faire subir à la soudure des contrôles par ultra-sons, ressuage, radiographie .....
2) la "pratique" qui consiste soit à connaître le soudeur, soit à connaître un "bon" du métier, pas un "expert", car fréquemment, ils ont la théorie mais pas la pratique, qui au premier coup d'oeil sera capable de dire si la soudure est correcte ou si c'est du "collage" et t'expliquera la différence entre le "correct" et le "collage".

Lorsque j'avais de l'outillage à faire pour les chaudronniers, j'allais les trouver, je leurs expliquaient la "chose" et à eux de trouver le soudeur pour réaliser l'outillage. Ils ne se trompaient jamais sur le réalisateur, ni sur le choix des procédures et matières.

[Whisper_]

Bonjour et désolé pour la réponse tardive,

En fait je me suis demandé ce qui peut « lâcher », j’y vois essentiellement 3 choses :

1. Le IPN peut plier. Son inertie I est de 935cm⁴.
Son inertie rapportée à la fibre neutre I/v est donc 935/8=117cm³ =117000mm³ (v= la moitié de la hauteur du profilé si il est symétrique).
Personnellement je préfère toujours partir directement du I/v qu’on trouve soit dans le catalogue de profilé soit par la CAO.
Après c’est un "bête" calcul de flexion en partant de :
contrainte σ[MPa]=moment fléchissant Mf [Nmm] / (I/v[mm⁴])

(voir pièce jointe)

On trouve environ 21kN

2. Les anneaux (ou soudure) peuvent casser en traction.
En admettant que la section du cordon est > à la section du rond :
contrainte σ[MPa]=force F[N] / section S[mm²]
F= σ*S = 235*(2*∏*r²)= 83 000N

Valeur à prendre avec précaution, mais de toute façon bien supérieure à la capacité de l’IPN donc ce ne seront pas les anneaux qui seront le « maillon faible ».

3. Idem pour le crochet central
La section la plus faible fait 40mm (2x)
F= σ*S = 235*(2*40*12)= 220 000N
Les cordons de soudure sont bien plus longs que 40 (100mm de long), ça devrait être bon.

La valeur limitante est donc la flexion des IPN.

Ensuite on peut éventuellement craindre un flambage en torsion mais à vue d’œil ça peut aller.
De toute façon dans un tel cas, les calculs et simulation c’est bien mais il y a une procédure simple qui a le mérite de valider aussi la qualité des soudures et du reste :

On mesure le palonnier (voir dessin) avec une règle dans les 2 directions.
On fait un essai de charge avec 1,3 à 4 fois charge souhaitée (suivant si ceux qui vont l’utiliser sont bourrins ou raisonnables, suivant la capacité du palan ou du pont qui est au-dessus, les règles internes de l’entreprise, etc…) en laissant accroché au moins 10 minutes.

On remesure après avoir relâché : si il y a eu déformation -> pas bon !

[Hohenheim19]

Bonjour Whisper_?
Merci pour votre réponse ça m'éclaire.
Si l'IPN peut soulever 2100daN sans soucis, peut on dire qu'il levera 4200daN vu qu'il y a deux IPN?
Peut on partir sur cette déduction ou alors il vaut mieux s'en tenir à 2100daN comme charge maximale?

Cordialement
Hohenheim19

[Whisper_]

En fait c'est 2100daN à chaque extrémité du IPN, donc le palonnier peut soulever théoriquement 4x2100=8400daN... si les efforts sont également répartis sur les 4 points, ce qui dépend beaucoup de ce qui est accroché en dessous, comment et avec quoi!

Mais il ne soulèvera pas cette charge "sans soucis" car ceci est toujours sans aucun coef de sécurité, le moindre kg en plus et tout est par terre.
Comme dit plus haut je pense qu'il serait raisonnable de se limiter à 1 tonne par anneau, ce qui donnerait un coef de sécurité de 2 à la flexion.

Peut on en savoir un peu plus sur l'utilisation?

-pièce soulevée
-élingage (câbles, chaines, sangles ? et disposés comment)
-capacité du pont/palan , démarrage progressif ou non, à-coups...
-environnement d'utilisation

par ex. chez Général Electric où ils fabriquent des arbres ailetés de turbines qui pèsent jusqu’à 40 tonnes un coef de 1,5 suffira
(les gens sont très qualifiés, connaissent le poids des pièces au kg près etc...)

Alors que dans un mine, un atelier de chaudronnerie lourde, construction batiment... où on prend ce qu'on a sous la main pour lever n'importe quoi et on ne connait pas trop la différence entre 1kg, 1DaN ou 1N, un coef de 3 ou 4 ne sera pas de trop

[Whisper_]

Bonjour et désolé pour la réponse tardive,

En fait je me suis demandé ce qui peut « lâcher », j’y vois essentiellement 3 choses :

1. Le IPN peut plier. Son inertie I est de 935cm⁴.
Son inertie rapportée à la fibre neutre I/v est donc 935/8=117cm³ =117000mm³ (v= la moitié de la hauteur du profilé si il est symétrique).
Personnellement je préfère toujours partir directement du I/v qu’on trouve soit dans le catalogue de profilé soit par la CAO.
Après c’est un "bête" calcul de flexion en partant de :
contrainte σ[MPa]=moment fléchissant Mf [Nmm] / (I/v[mm^4])

Petite erreur qui s'est glissé dans mon message, le rapport I/v est en mm3 et pas en mm4... les calculs ne sont pas impactés, merci à Jaunin pour me l'avoir fait remarquer.

[Jaunin]

Bonjour Whisper_
Je pense qu'il serait intéressant de se concentrer sur les petites parties de la croix, celles qui sont soudées.
Le rajout d'une plaque en dessous de la croix serait une sécurité.
Cordialement
Jaunin__

[Whisper_]

Effectivement une plaque en dessous ne peut être qu'un plus et permettra de sécuriser l'assemblage des IPN;

mais de la à passer de 432 à 190MPa, je pense que la première simulation est un peu pessimiste et a peut être été en partie faussée par des "mini" concentrations de contraintes, par exemple si les soudures n'ont pas été dessinées en totalité avec de bons arrondis.

[Hohenheim19]

Bonjour Jaunin, bonjour Whisper_,

Peut on en savoir un peu plus sur l'utilisation?

-pièce soulevée
-élingage (câbles, chaines, sangles ? et disposés comment)
-capacité du pont/palan , démarrage progressif ou non, à-coups...
-environnement d'utilisation

Le problème c'est que je e sais pas à quoi il est destiné et on m'a demadé de vérifier sa CMU mais la forme de crix me posait problème avec les calculs, je ne savais pas cmmet m'y prendre.
Le palonnier avait apparemment été calculé à 3200daN mais je n'avais aucune méthode de calculs.

Je voulais vous concerter pour savoir les choses à prendre en compte et voir ce que les calculs détaillés donnaient...

Je pense qu'il serait intéressant de se concentrer sur les petites parties de la croix, celles qui sont soudées.
Le rajout d'une plaque en dessous de la croix serait une sécurité.

On est daccord mais ce n'est pas au programme chez nous

Cordialement
Hohenheim19

[Hohenheim19]

Whisper_

En regardant votre croquis on voit F/2 de part et d'autre de l'IPN avec F=2100daN.
N'est ce donc pas 2100/2=1050daN à chaque extrémité que l'IPN pourrait soulever?
Soit 4200daN au total, bien répartis...? soit 2800daN avec un coeff de sécu de 1.5

Cordialement
Hohenheim19

[Hohenheim19]

Encore moi,
ce serait pour lever un tronçon de colonne apparemment...

Cordialement
Hohenheim19

[djodjo44]

Bonsoir,

Le levage de la colonne, change tout le problème du fait que les contraintes dans les IPN seront modifiées.
Plus les élingues entre les IPN et la colonne seront courtes et plus les contraintes seront importantes du fait que le poids de la colonne fera que les IPN voudront se rapprocher les uns de autres par paire.

En manutention, tant que l'on ne sait pas à quoi le matériel sert, comment il est utilisé et à la limite par qui, il faut en rester à la CMU et au mode d'emploi, et s'il y en a pas, c'est non utilisation.

En manutention, tu as 4 possibilités :
1) tout se passe bien = RAS, "sans les félicitations du jury", car même si tu as fait une manutention "limite", tu n'as fait que ton travail,
2) il y a casse du matériel avec "remonté de bretelles",
3) il y a casse avec blessé et là tu risques de te retrouver derrière les barreaux,
4) il y a casse avec mort, le soir nul besoin de retenir la chambre d'hôtel car tu en as une gratuite en prison.

[Whisper_]

Whisper_

En regardant votre croquis on voit F/2 de part et d'autre de l'IPN avec F=2100daN.
N'est ce donc pas 2100/2=1050daN à chaque extrémité que l'IPN pourrait soulever?
Soit 4200daN au total, bien répartis...? soit 2800daN avec un coeff de sécu de 1.5

Cordialement
Hohenheim19

oui c'est bien ça.
donc ça tient en théorie. en pratique, comme dit, rien ne vaut un essai de charge...

[Hohenheim19]

Bonjour,

J'ai oublié de vous remercier tout simplement.
Je prends bonnes notes de toutes vos remarques et conseils.
Encore Merci...

Cordialement
Hohenheim19

[flo1245]

Il y a une légère erreur dans le calcul du moment max, c'est F/2 X l et pas F x l pour le calcul de la flexion, l étant la moitié de la longueur d'une poutre.

Ca donnera une Force de 4200 daN dans les calcul. Avec un coefficient de sécurité de 2 on aura 2100 daN.
Au bout des poutres, ce sera 1050 daN. Le CMU du palonnier est donc de 4200 Kg avec un coéfficient de 2 je pense alors vu qu'il y a deux poutres croisées dans votre exemple...