Pince coupante et cisaillement

[invitea13f2d57]

Bonjour le forum,
C'est mon premier message , j'ai pas trouvé tellement d'info en ligne ou ici (à part un poste intéressant mais d'application assez restreinte)...

Je souhaite déterminer l'effort qu'un opérateur doit appliquer sur une pince pour couper un objet (dont je m'occupe de déterminer les caractéristiques, Rm notamment).
Plus exactement, je sais quel effort on peut demander à un opérateur, et je souhaite déterminer le facteur de démultiplication des pinces si on devait utiliser cette solution.

Ce qui me manque, c'est ce qui se passe au niveau de l'interface entre la pince et le matériaux. Normalement on divise l'effort par la section et ça nous donne une idée : exemple du rivet cisaillé entre des plaques... La surface de contact est virtuellement nulle, et même s'il ne s'agit pas de la même que dans T=F/S, ça doit jouer (diviser par 0, tout ça).
Il est intuitif de voir que la présence d'une lame, son angle, facilitent la découpe, j'en viens donc à ce qui me turlupine :

- est-ce que cette lame, plus ou moins affûtée, augmente la contrainte de cisaillement ? Si oui, de combien, y a-t-til des abaques ?
(je pense plutôt que la coupe résulte d'un phénomène différent, qui entame le processus de coupe, l'entaille concentrant les contraintes)
- comment puis-je interpréter ça dans mon modèle, qui jusque là considère un arbre cisaillé, comme dans le modèle du boulon/rivet ?

Je vous remercie infiniment pour vos pistes, si vous en avez à me proposer, et si j'ai omis quelque chose, répondrai avec plaisir à vos questions
nico
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[albi69]

Bonjour.
Si on prend l'exemple du poinçon / matrice pour découper un trou rond dans une tôle, le calcul de l'effort en daN se fait en fonction du diamètre du poinçon et de l'épaisseur de la tôle, ce qui donne une section en mm² et en fonction de la résistance à la rupture de la tôle en daN/mm².
Pour une cisaille, c'est la même chose, sauf que la section est donnée par l'angle des lames de cisaille et l'épaisseur de la tôle.
Quand on travaille près de l'axe d'articulation des lames, l'angle est plus grand, ce qui donne une section plus faible et un effort plus faible. De plus le couple est aussi plus faible et l'effort manuel plus faible aussi.
Concernant l'affutage de la lame : Il faut avant tout que les arrêtes soient vives. Si l'angle est très inférieur à 90°, les arrêtes s'émoussent. Si l'angle est près de 90°, l'arrière de la lame peut toucher la matière, ce qui peut induire des efforts supplémentaires. Il est aussi très important que le guidage des lames n'autorise pas l'écartement de celles-ci afin que la tôle reste toujours bien perpendiculaire.

[Jaunin]

Bonjour NicoB14,
Encore bienvenu sur le forum de Futura-Sciences.
C'est juste pour information.
Cordialement.
Jaunin__

http://bts-lak.magix.net/moulistes/cisaillement.pdf

https://www.youtube.com/watch?v=YK-jHqAHZqQ

[Dynamix]

(je pense plutôt que la coupe résulte d'un phénomène différent, qui entame le processus de coupe, l'entaille concentrant les contraintes)

Je le pense aussi .
La pince coupante ne travaille pas en cisaillement .
L' étude théorique de la coupe risque d' être compliquée . Il faut non seulement pénétrer dans la matière , mais aussi l' écarter pour laisser passer la lame .
Des essais pratiques seraient plus probants .

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitea13f2d57]

Merci pour vos pistes !
@albi69 : pour le calcul de la section, je comprends pas comment l'angle entre les pinces change quelque chose dans la surface sectionnée... (sur le couple oui, la longueur des bras).
@Jaunin : merci pour les liens, j'adore les modélisations EF c'est bôôôô
@Dynamix : Je ne pense pas pouvoir faire une série exhaustive de tests, sans parler de tous les paramètres qui interviennent. C'est pour ça que je cherche de la documentation, probablement empirique. On fera quelques essais, mais limités, d'où l'idée de baliser au mieux pour savoir à l'avance quoi chercher...

Bon, si vous avez plus d'infos je suis preneur.
Merci à tous

[albi69]

Bonjour
Une cisaille hydraulique est capable de couper des tôles de différentes épaisseurs. Le calcul de l'effort des vérins se fait en cisaillage. longueur à cisailler x épaisseur de la tôle.
Mais, la lame supérieure n'est pas parallèle à la lame inférieure, pas toujours, un réglage du parallélisme existe.
Quand les lames sont parallèles, la lame supérieure se présente directement sur la tôle et on a alors la section complète à cisailler.
Lorsque la tôle présente une épaisseur trop importante, il est alors possible d'incliner la lame et de ce fait, la section de cisaillage s'en trouve diminuée.
Plus la lame est inclinée, plus la tôle coupée se déforme en spirale. Il y a donc des efforts parasites concernant cette déformation. généralement ils sont négligeables par rapport à l'effort de coupe.

[invitea13f2d57]

Ok je vois mieux !
Enfin c'est logique : tout la pression est appliquée sur un point au lieu de toute la ligne de coupe, donc on concentre l'effort.

Par contre je ne savais pas qu'on modélisait ça par une section plus faible, et surtout celle que tu représentes ici, que je ne trouve pas super intuitive... Bref.

Je vais voir pour faire des essais, vous tiendrai au jus