Effort en fonction de la déformation de la pièce ?

[GrandTrait]

Bonjour,

Utilisateur d'un logiclel de calcul par Elément Fini, je viens de découvrir un phénomène que je ne comprends pas malgré un appel à la Hotline...
La situation:
Une équerre en acier de 50x80mm par 50mm de large.
Une force de 500N appliquée sur l’arrête du petit coté
Un perçage sur le grand coté est fixée ou bien maintenu par "boulon d'ancrage". Sous cette face, j'ai mis en place une paroi virtuelle pour empêcher l'équerre de passer sous le plan horizontal.
Je cherche l'effort normal dans le perçage pour maintenir la pièce avec une cheville?



L'étude analytique donne par le calcul des moments 500 x 50 = F x 80
Donc effort normal dans la cheville est de 312,5N

Quand je lance le calcul sur la pièce je me retrouve avec des efforts de l'ordre de 650N donc du double de la théorie ....!!! Par contre si je relance le calcul en rendant la pièce " rigide" je retombe sur les valeurs de la théorie.

Lorsque j'appelle la Hotline, on me dit que c'est normal que c'est du à la déformation de l'équerre, si j'ajoute un gousset la réaction se rapproche de la théorie. Testé et c'est vrai l'effort diminu ..!!!...

Je veux bien les croire, mais je ne comprends pas sur qu'elle base théorique, on se base, donc si quelqu'un peut m'éclairer ce serait super.
Merci, d'avance.

A+
-----

[Zozo_MP]

Bonjour

Je suppose que vous êtes sous solidworks

Pouvez-vous poster votre pièce (ou toutes les pièces si vous avez un assemblage) en utilisant Pac-and-go dans le menu fichier. Mais attention bien mettre le résultat de l'étude avec.
Mettre le tout dans un fichier ZIP c'est dans le menu du pack and go.

Rien qu'en regardant l'image je vois des trucs bizarres notamment l'allure de la déformation. Tout dépend de la façon dont l'ensemble des paramètres ont été mis.
Mais difficile d'en dire plus sans regarder les paramètres que vous avez utilisé.

Cordialement

Dans votre montage est-ce que la pièce est fixé dans le sol ou sur une pièce métallique par exemple. (c'est très important)

[Zozo_MP]

Mouais ! Le grand trait est plutôt "Interrompu court" __.__.__.__.__.__.__ mais doit faire de la déformation non simulée.

Je m'en vais en pointillé

[GrandTrait]

Bonjour,
Merci d'avoir pris le temps de me répondre.
Oui j'utilise SW au boulot.
L'équerre est juste un cas simplifié, car à la base c'est pour un socle de machine.
Donc oui l'équerre est fixé dans le sol, mais ce qui en l’occurrence m'intéresse dans ce cas c'est la justification d'un doublement voir d'un triplement de la valeur de l'effort du uniquement à la déformation de la pièce (bien que celle ci reste faible).
On ma aussi annoncé que selon la longueur de la fixation (cheville) l'effort de réaction du sol pourrait augmenter de 50%....
Pour moi bien que l'on ne soit plus dans les hypothèses du Principe Fondamental de la Statique (corps déformable), on devrait qu'en même avoir un relatif équilibre des efforts....? Mais bon, mes cours sont loin....
Sinon désolé je ne peux pas toujours répondre rapidement, déplacement, et grosses journées de travail.
Merci encore pour l'aide.
A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[Zozo_MP]

Bonjour

Pour ces problèmes d'ancrage dans le sol cela peut se ramener du point de vue mécanique à une fixation par boulon écrou (l'écrou étant le sol).

Pour bien comprendre deux techniques qui ont de rapport entre elles il faut comprendre ceci. (je parle pour SolidWorks mais cela me semble aussi valable pour les autre CAD)

1°) Il est nécessaire comprendre comment fonctionne les chevilles industrielles (je ne parle pas des chevilles de chez merlinpinpin). Les boulons d'ancrage chimique ou mécaniques répondent à des normes très strictes. Comme les vis BTR par exemple. Donc on sait que si l'on a besoin de tenir telle chose dans telle ou telle condition il faut choisir telle cheville. Ce calcul SW et consort sont incapables de le faire. Ça c'est le boulot des fabricants de chevilles techniques et leurs techniciens sont là pour guider le choix à faire. Donc exit la cheville elle-même on s'en moque presque.

2°) Dans SolidWorks il y a quatre modes de fixation en simulation les déplacements imposés dont le plus simple est ""Fixe"". Les autres appartiennent à la catégorie dites des connecteurs.
Avec en gros des connecteurs entre les composants ou entre un composant et le sol.

Pourquoi ce type de connecteurs et non pas les boulons et écrous ?

Pour deux raisons la première et le maillage qui est considérablement simplifié surtout du fait que cela ne nécessite pas de maillage mixte. Cela diminue le nombre total de degrés de liberté à chaque nœud et le nbr de nœuds des boulons et écrous. Le second c’est que les boulons et vis industrielle ont comme déjà dit des normes connues donc pas besoin de les recalculer.

Ceci dit une fois que l’on n’a utilisé les boulons et que l’on n’a fait la simulation il est possible de lister les efforts dans les boulons.

Donc pour revenir à votre problème si je l’ai bien compris votre pièce votre pièce se déformera indépendamment du boulon.
Les efforts issus de votre simulation sont répercutés sur le boulon pour vous dire : si vous êtes dans les clous (pardon dans la limite admissible pour un boulon).

Donc il faut presque prendre le problème à l’envers en dimensionnant votre pièce avec un équilibre entre la résistance du boulon et la déformation de votre pièce.

Vous pouvez multiplier l’épaisseur par 2 ou par 10 cela ne changera rien. C’est donc un équilibre en la masse à distance appliquée à la zone de votre pièce qui reçoit le boulon et la résistance du boulon.

Vous pourriez remplacer, d’ailleurs, le boulon par une surface obtenue par une ligne de séparation. Cette surface (zone) correspondant à la surface de la rondelle est rendue fixe (déplacement imposé fixe) ce qui veut dire infiniment rigide. Auquel cas vous voyez bien que votre pièce se déformera sur d’autre critères que la présence d’un boulon.

CQFD

Cordialement

[fafy]

Bonsoir,
Je propose de vous aider si vous êtes en mesure de faire un dessin clair et complet de l'environnement de l'équerre.
Cordialement,
Fafy

[Zozo_MP]

Bonjour Fafy

GrandTrait dit ceci

Oui j'utilise SW au boulot.

.

En clair c'est le logiciel CAD SolidWorks (qui est un trèscherware)

GradTrait dit aussi

Utilisateur d'un logiclel de calcul par Elément Fini, je viens de découvrir un phénomène que je ne comprends pas malgré un appel à la Hotline... hotline qui ne sont pas des Mickeys d'ailleurs !

ce qui veut dire qu'il utilise aussi le module Simulation de Solidworks.

Donc quanq on utilise de tels logiciels, ce n'est pour faire joujou et cela veut dire que l'on sait concevoir des pièces, des assemblages, une MEP, etc....

Relisez ces messages et repondez à cette simple interrogation

mais ce qui en l’occurrence m'intéresse dans ce cas c'est la justification d'un doublement voir d'un triplement de la valeur de l'effort du uniquement à la déformation de la pièce (bien que celle ci reste faible).
On ma aussi annoncé que selon la longueur de la fixation (cheville) l'effort de réaction du sol pourrait augmenter de 50%....

Votre aide sera surement plus pertinente que la pauvre réponse du débutant que je suis. OK! OK!

[GrandTrait]

Bonsoir à tous pour vos réponses,

Demain au boulot, je ferai un plan plus précis de la situation et le posterai.

Dans le cas présent ce n'est pas vraiment la valeur dans le point de fixation, mais plus le pourquoi ?
Mes souvenirs de mécanique me disent, Principe Fondamental de la Statique, OK, normalement hypothèse de corps indéformable...
Dans mon cas les déformations sont faibles, de l'ordre des 50µ de flèche sur une pièce de 80mm.
Donc je me dis, que l'on doit retrouver des efforts normalement assez proche de celle du PFS.

Ce qui est le cas, si je fais le calcul sur une pièce paramétrée comme indéformable, sinon j'ai des efforts de plus en plus importants à mesure que ma pièce fléchie (par diminution de l'épaisseur) mais tout en restant sur des très petits déplacements.
C'est ça que je n'arrive pas à comprendre, des variations OK car la pièce en se déformant modifie sa géométrie donc les bras de levier, etc...
Mais là les efforts doublent ....! pourquoi ?
Je n'ajoute pas d'effort extérieur, donc je ne vois pas pourquoi l'effort de réaction devrait varier de manière si importante....

A+

[Zozo_MP]

Bonjour

J'attends ta pièce au format Solidworks pour t'en dire plus.

Le seul truc qui me vient à l'esprit pour l'instant (mais à confirmer) serait un problème de bras de levier si l'on mesure au point de réaction. Plus tu augmente ta force sur l'arête et plus ta force de réaction augment ce qui me paraît normal.

D'ailleurs comme fais-tu pour mesurer un point précis? (où est ton point de réaction et comment obtient tu la mesure) comment mets-tu ta sonde?

Compte tenu que tes variations sont très faibles cela veut dire que tu est encore largement dans le domaine élastique. Si tu augmentais ta force de manière considérable et que tu arrives à la limite élastique ton point de réaction n'augmenterait plus.

A rediscuter lorsque j'aurais ta pièce.

Cordialement

[GrandTrait]

Bonjour,

Oui c'est vrai, que sous l'influence de l'effort la pièce se déforme et donc les valeurs des bras de levier aussi. Mais cela impacte que faiblement les valeurs des efforts aux appuis.
Ci joint la pièce en SW-2017 et ParaSolid.
Le dernier test que j'ai fait est de mettre un pivot dans l'angle de l’équerre, un appui plan au point de fixation et supprimer la paroi virtuelle, et là ça fonctionne, j'ai des valeurs cohérentes avec le PFS.
J'ai l'impression que c'est la PV qui met le bazar, ou que je ne sais pas utiliser....
Dans l'attente de vos commentaires.

A+

[fafy]

Bonjour Grandtrait,
Afin de pouvoir vous apporter une courte expertise, pourriez-vous svp m'envoyer le dessin en jpeg sous 2 ou 3 angles de vue différents?
Merci.
fafy

[Zozo_MP]

Bonjour

@Fafy je ne voit pas en quoi un dessin JPEG peut être d'une quelconque utilité.


@GrandTrait

Plus modestement je répond à votre questionnement en utilisant le fichier pièce de SolidWorks et en regardant l'ensemble des paramètres contenus dnas le fichier modèle et dans l'ongle simulation.

L'analyse des paramètres montrent plus erreurs. Avec dans l'ordre d'importance.

1°) Pas de matériaux défini pour la pièce
2°) Pas de matériaux défini pour le boulon d'ancrage (j'ai pris pour votre étude AISI 4130 normalisé à 720C (en EN 34CrMo4)
3°) pour le boulon pas de de précontrainte qui devrait avoir pour le couple 150N.m et un facteur de couple de 0.2
4°) vous mettez un appui plan sur tout le coté du L qui n'est pas nécessaire puisque votre force est appliqué uniformément sur l'arête et surtout que votre pièce est bloquée en rotation par le boulon d'ancrage (ceci dit ce n'est pas gênant car votre pièce est simple et que la pièce peut glisser sur le plan mais cela fait des calculs qui seraient inutiles sur une pièce complexe).
5°) vous avez créé une mini zone circulaire par le truchement d'une ligne de séparation ce qui fait que pour la paroi virtuelle vous sélectionnez deux zones (la circulaire et le reste de la surface du dessous) Seule la grande surface est utile. Toutefois je suppose que vous avez créé cette mini zone circulaire pour faire plusieurs simulations, auquel cas cela a du sens.
6°) du fait que vous avez la même cote (sans aucun jeu) pour le trou et la tige du boulon il vaut mieux spécifier dans ce cas tige ajustée en sélection la face intérieure du trou. Mais dans votre cas ce n'est pas trop gênant puisque la déformation est infime en surface et quasi nul au coeur de la pièce. Sélectionnez cette option si le rayon de la tige est égal au rayon des faces cylindriques associées à l'un des composants au moins. Une face cylindrique réglée sur Tige ajustée est rigide et se déforme avec la tige en tant que corps rigide.

Voilà pour l'essentiel.

Petite question : Tu n'a pas répondu à ma question précédent par rapport à la mesure de réaction.

comment fais-tu pour mesurer la valeur de réaction et surtout en un point.

C'est notamment pour cela que je ne comprends pourquoi tu dis

Je cherche l'effort normal dans le perçage pour maintenir la pièce avec une cheville?

Cordialement

[fafy]

Bonsoir Grandtrait,
Pourrez vous svp m'envoyer une simple image en jpeg sous deux ou trois angles?
Merci pour votre réponse.
Fafy

[GrandTrait]

Bonsoir,
@Zozo
J'ai mis un appui plan sur le coté de l'équerre pour stabiliser le modèle car même si théoriquement le modèle est stable, lorsque l'on lance le calcul par FEM il devient instable du fait de toutes les petites imperfections (sinon j'aurai pu utiliser la relaxation inertielle ou autres méthodes).
@Fafy
Demain je vais essayer de faire des photos, mais c'est une équerre de 100x50 mm, de largeur 50mm, épaisseur 10mm. Le perçage se trouve à 80mm du bord extérieur.

Mais attention, ma question ne porte pas sur l'effort de cette équerre, mais bien sur le pourquoi d'un effort qui ne correspond pas à ce que je devrais avoir avec le PFS ?

Merci.
A+

[Zozo_MP]

Bonjour Grand trait

Apparemment ma réponse ne te convient pas ! Dommage !

quand tu dis

J'ai mis un appui plan sur le coté de l'équerre pour stabiliser le modèle

j'ai seulement fait une remarque.
Libre à toi de la laisser même si cela ne sert à rien ou alors montre moi ce que tu appelles des petites imperfections cela m'instruira.

En tout cas tel que tu me l'a envoyé ta pièce et l'étude précédemment je ne vois pas comment celle-ci a pu s'exécuter. Tu ne semble pas prendre en compte mais remarque. Ou alors tu n'avait pas joint ton étude au modèle.

De plus mettre de la relaxation sur une pièce aussi simple et qui n'a pas de problème de maillage notoire cela n'a pas de sens. D'autant que dans ce cas tu fausses la fixation du boulon et sa très très hypothétique rotation?

Il faudrait que tu reposte ton étude initiale mais en utilisant "Composition à emporter" ou "Pack and go" selon la version SW dont tu disposes. Et surtout en spécifiant bien que tu joint ton étude FEA.

Je veux bien ne pas avoir raison mais dans ce cas il serait sympa de me faire voir où et pourquoi.

Cordialement

[GrandTrait]

Bonsoir,

Désolé Zozo si mon ton a pu te gêner, mais je peux t'assurer que je suis toujours attentif aux différentes idées ou remarques.
L'instabilité du modèle est réel et je l'ai rencontrée à plusieurs reprises, pas toujours il est vrai. je ne pense pas que cela soit lié à la qualité du maillage. Pour préciser, la qualité du maillage (au moins dans le cas de l'équerre) ne rentre quasiment pas en compte dans la qualité de mesure des efforts, bien sur ce n'est pas le cas pour les contraintes.

Par contre je vais me permettre de préciser, cette équerre est pour moi sans aucune importance, c'est juste une représentation simplifiée d'un problème que j'ai remarqué sur un projet plus complexe.
La seule réponse que je cherche est pourquoi la valeur de réaction serait fonction de la déformé de la pièce ?
Sur quelle base théorique, on s'appuie ?

Merci pour toutes vos pistes ou remarques.
A+

[yaadno]

bonjour:bien que mes souvenirs de statique soient très lointains,je ne vois pas comment votre pièce du §8 est en équilibre sous l'action de ces 2 forces;peut-etre que si vous faites mieux l'inventaire des forces appliquées,vous partirez sur d'autres hypothèses;
cdlt

[Zozo_MP]

Bonjour GrandTrait

Je comprend ce que tu écrits mais compte tenu du fichier que tu m'a fournit, je ne vois pas comment tu peux arriver à de telle condition.

Peux-tu poster en ZIP le fichier avec comme déjà demandé et surtout en joignant bien le résultat de ton étude avec "composition à emporter".

C'est souvent avec le problème des autres que l'on progresse soi-même. Ce dont tu parles m'intrigue vraiment surtout que je ne vois pas ou est le problème

Si tu as raison !!! cela vaut la peine d'en parler avec des experts aux USA que je connais et bien plus qualifiés que moi.

Dans un forum les enrichissements des savoirs marchent dans les deux sens.

Cordialement

[GrandTrait]

Bonjour,
le fichier étant beaucoup trop gros ci-joint le lien de téléchargement.
https://we.tl/1TAiLuxtYE.

J'ai fait un test, j'ai créer un petit congé dans l'angle extérieur de l'équerre, puis j'ai supprimé la paroi virtuelle, mis un appui plan sur la petite surface sous le perçage et un pivot sur le petit congé et....je retrouve sensiblement les valeurs de la théorie ..... et tout en ayant une pièce avec une déformation identique.

J'ai l'impression qu'il ne faut pas utiliser la paroi virtuelle dans mon cas ?


A+

[Zozo_MP]

Bonjour GrandTrait

Merci pour les fichiers qui permettent de mieux voir hélas le travail.

Il est d'usage de rester courtois sur ce forum, je ne ferais donc pas de commentaire sur ce que je pense.


Mais je vais quand même vous faire remarquer que vous faites des essais qui n'ont rien à voir les uns avec les autres donc qui ne peuvent être comparés. Une simulation se réfaire toujours aux conditions dans la vraie vie et ce uniquement pour vérifier si l'on ne s'est pas trompé dans les calculs ou les estimations.

De plus pour le boulon d'encrage, vous ne voulez pas mettre de précontrainte donc votre résultat est obligatoirement erroné, voire faux.

Je maintien que la paroi virtuelle n'y est pour rien.

Moi je passe la main car je dois aider d'autres personnes sur la simulation justement.

Cordialement

[GrandTrait]

Bonsoir,
Tout mes essais ont pour but de trouver la bonne méthode pour déterminer l'effort dans la cheville.
OK je n'ai pas de précharge dans la cheville, mon but était d'avoir uniquement la valeur de la réaction "mécanique". Je referai l’essai avec une précharge, mais hélas, je pense que j'obtiendrai uniquement un décalage (valeur de précharge) de ma réaction. mais je vais tester...
Donc si il y a d'autres pistes je suis preneur.
A+

[fafy]

Bonjour Grandtrait,

Comme je te le proposais, je suis en mesure de pouvoir éventuellement t’aider et t’apporter mon expérience de mécanicien mais j’ai simplement besoin d’avoir des images (deux ou trois images suffiraient) pour pouvoir te répondre.
Je ne souhaite pas télécharger des éléments que tu pourrais m’envoyer, mais simplement les visualiser.
Je pressens le phénomène mécanique mais j’ai besoin de vérifier certaines choses grâce à tes images .
Je t’ai déjà fait cette demande la semaine dernière mais sans succès...!
Bon dimanche à toi.
Fafy