Flexion d'une barre en Aluminium

[BboCurieuxDeTous]

Bonjour à tous

J'ai besoin de faire usiner une barre 10x20x460 mm dans de l'aluminium.
Cette barre peut subir une contrainte par une pression de 12kg, au centre de la face de 20 x 460 mm . Vue la longueur et la section de cette barre, j'ai peur d'avoir une flèche sur la longueur de quelques millimètres, qu'en pensez vous ? . Pour info : je ne sais pas calculer cette flèche et je ne connais pas non plus le type d'aluminium, si je n'indique rien l'usineur utilise un aluminium "courant".

Il existe plusieurs types d'aluminium et il doit y en avoir plus adapté à ce besoin, quelqu'un peut il m'aiguiller sur une référence d'aluminium (plus rigide que ceux adaptés au pliage par exemple), donc plus adapté à cet usinage et à minimiser la flèche (si elle existe) de cette barre.

Pour diminuer cette flèche, ou rendre cette barre plus rigide, pensez vous que l'usinage de 3 ou 4 rainures d'une profondeur de 8 mm sur la longueur et sur la face de 20 x 460 mm de la barre seraient efficace ?

merci de vos aides.

Merci à vous.
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[titijoy3]

pour minimiser la flèche, la forme de la section de barre compte aussi,

une forme ovale verticale devrait induire moins de flèche qu'une forme ronde par exemple,

je ne pensse pas que des rainures apportent quelque chose.. mais je ne suis pas spécialiste

[JeanYves56]

Bsr ,

La barre est dans le ' bon sens " dans ce cas

Avec les valeurs que vous indiquez , une charge isolée de 12kg sur une barre en 5083 ( alliage d'alu courant pour l'exterieur ) , la barre aura une fleche de 0.5 mm,
une nuance comme le 2017 serait plus adaptée à ce genre de sollicitation , la contrainte admissible serait plus elevée ( 14 daN/mm2 )

[umfred]

Je n'y connais pas grand chose, mais le type de barre doit jouer aussi ? par type, j'entends barre pleine ou barre creuse (et quelle épaisseur)

[A voir en vidéo sur Futura]

[JeanYves56]

une " barre" creuse c'est un tube

[polo974]

Il faut si possible que la barre soit la plus haute dans la direction parallèle à la charge.

Supposons la force verticale, la hauteur intervient au cube, alors que la largeur qu'à la puissance 1 donc ici avec un rapport 2 sur les dimensions, on a 2×2×2×1 comparé à 1×1×1×2, bref un facteur 4 suivant comment on utilise la poutre.

Le mieux est donc pour la même section de métal un tube ou un I, mais ça prend plus de place, vu qu'on rajoute du vide au milieu ...

[sh42]

Bonsoir,

Cette barre peut subir une contrainte par une pression de 12kg, au centre de la face de 20 x 460 mm . Vue la longueur et la section de cette barre, j'ai peur d'avoir une flèche sur la longueur de quelques millimètres, qu'en pensez vous ?

Cela ne veut rien dire car une pression se définit en fonction d'une surface, c'est par mm2, cm2, ...?
La flèche, c'est un peu pareil. Quelle flèche est admissible, 1 mm, 2 mm, ......

En fonction de cela, la matière peut être définie ainsi que son traitement thermique en consultant les catalogues des fabricants.

[BboCurieuxDeTous]

Merci pour vos réponses et vos voies à explorer .

[Naalphi]

Bonjour

La flèche sous charge concentrée au milieu d'une poutre sur appuis simples vaut :
1/48 *F *L³ /E /IG
La conxtante 1/48 devient 1/192 pour les conditioons limites d'encastrements et 7/768 pour 1 encastrement et 1 aappuis simple.
. F = 120 N
. E alliage d'aluminium =~ 70 000 MPa (+/-~10% suivant les nuances)
. IG pour une section pleine de 10x20 = largeur *hauteur³ /12 = 1 670 ou 6 670 mm^4 suivant que la force s'applique 'sur plat' ou 'sur chant' (provocant le moment respectivement selon 'l'axe faible' ou l'axe fort')
=>
. flèche (appuis simples) =~ 2 ou 0,5 mm (et 4 fois moins si encastrements)
. contrainte de 40 ou 20 Mpa (idem respectivement selon 'l'axe faible' ou l'axe fort').

Pour une flèche au-deçà du mm, une poutre en plat de 25x3 ou 20x6 pourrait peut être convenir en l'utilisant sur son axe fort (sigma = ~45 ou 35 N/mm² , avec appuis simples...)
Ou avec un tube 20x20x1 : y=0,2 à 0,8 ; sigma 15 à 30 , selon les appuis


Attention à la façon dont la charge est appliquée : sigma max peut facilement être multipliée par 2 , et ainsi rapidement s'approcher de la limite élastique du matériau
Attention aussi aux usinages : un simple trou au mauvais endroit peut facilement augmenter sigma max d'un facteur 3 (à comparer à Rm en statique)
Si le système est sollicité en fatigue (à partir de disons 10^6 cycles), en plus d'impérativement considérer la remarque précédente vis à vis de Re, il sera prudent de diminuer Re par disons 1/3
- Ces 3 dernières remarques selon NF UNM 00-002 -


Comparativement à une barre pleine, l'usiner, ou utiliser un tube ou profilé à dimensions externes identiques, reviendrait à enlever de la matière qui aurait participé à sa résistance : IG est l'expression d'une quantité (et localisation) de matière

A masse donnée, la forme de section la plus résistante est celle ayant la plus grande hauteur possible, avec le plus de masse au plus lon de l'axe neutre, tout en gardant des rapports avec largeurs et épaisseurs raisonnables n'éxédant pas les valeurs critiques de tenues aux flambements (voilement ou déversement).
Les section de tubes rectangulaires y sont parmi les plus efficaces.


on peut facilement se bricoler une appli pour automatiser certains calculs

[Jaunin]

Bonjour,
Information pour les conditions des rainures.
Cordialement.
Jaunin__


https://www.google.com/url?sa=t&rct=...hexUSP31cQi0EL

[JeanYves56]

Comparativement à une barre pleine, l'usiner, ou utiliser un tube ou profilé à dimensions externes identiques, reviendrait à enlever de la matière qui aurait participé à sa résistance : IG est l'expression d'une quantité (et localisation) de matière

Bjr ,

C'est aussi mon avis

[titijoy3]

+1,

à mon sens le seul but en retirant de la matière étant de conserver une résistance suffisante en allégeant la structure et en économisant sur le matériau

[Ernum]

Salut,

+1,

à mon sens le seul but en retirant de la matière étant de conserver une résistance suffisante en allégeant la structure et en économisant sur le matériau

dans ce cas, un tube (section rectangulaire) me parait plus adapté (voir le post de Naaphi #9).

[JeanYves56]

Bsr ,

La question etait de savoir s'il etait bon d'usiner des rainures

[Ernum]

Bsr ,

La question etait de savoir s'il etait bon d'usiner des rainures

Ok, usiner (fraiser) sur la longueur, risque, si mal positionné (compensé) de libérer des tensions et de créer une flèche. Et puis, tournage plus fraisage, ça commence à faire beaucoup d'opérations pour le résultat voulu, alors qu'avec un tube, mais peut-etre que le moindre encombrement est un facteur recherché.

[le_STI]

Salut,

enlever de la matière ne peut pas augmenter le moment quadratique d'une section...

Donc on peut pas diminuer la flèche en usinant des rainures...


Ajouter des nervures pourrait être utile.

@BboCurieuxDeTous : Si tu nous précisais tes contraintes de conception, on pourrait certainement t'aiguiller vers une solution adaptée