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resistance tube acier



  1. #1
    vstal

    resistance tube acier

    Je désire modifier un cadre de vélo pour en faire un vélo couché.

    Pour cela je dois utiliser des profilés acier rectangle ou carre (30*50*2 ou 20*20*1.5 ou autre sur une porté de 1m max).
    Je cherche à définir la résistance de ces tubes afin de choisir le plus approprié en résistance et poids.

    Quelqu’un a t-il un tableau avec les type de tube et en face leur résistance .Je ne connais rien en RDM.

    Merci
    vstal

    -----


  2. Publicité
  3. #2
    vstal

    Re : resistance tube acier

    bonjour
    j'ai lu quellque part la formule diamettre au cube par epaiseur .
    cela s'aplique t-il au tybe carre ou rectangle

    Vstal

  4. #3
    djodjo44

    Re : resistance tube acier

    Bonjour,

    Voilà les formules de résistances des matérieaux :
    Le plus important est celui à la flexion qui est appelé " Ialpha sur Vé ".

    Pour un tube rectangulaire de hauteur extérieur H et de hauteur intérieur h, de largeur extérieure L et de largeur intérieure l le Ialpha sur Vé = ((L*H*H*H)-(l*h*h*h))/(6*H). Cela pour un tube dont les efforts en flexion sont parrallèlles à la grande hauteur (grossièrement si la section du tube est placée verticalement), si elle est horizontale L devient H, l devient h et la formule devient ((H*L*L*L)-(h*l*l*l))/(6*L).

    Pour un tube carré comme L = H et l = h nous avons ((H*H*H*H)-(h*h*h*h))/(6*H).

    Pour un tube rond de diamètre extérieur D et de diamètre intérieur d, nous aurons (PI/32)*(((D*D*D*D)-(d*d*d*d))/D)

    Ce qui fait respectivement : pour le tube rectangulaire de 30*50*2 vertical : 4064 mm3

    lorsqu'il est à plat : 3008 mm3

    et pour un tube de 20*20*1,5 =637 mm3

  5. #4
    vstal

    Re : resistance tube acier

    merci
    mais cela ne me donne guere plus de renseignement pratique.
    j'ai des mm3 et ne vois pas comment je peux l'interpreter.
    sachant qu'un cycliste developpe 250W .Avec un pedalier au bout d'un tube de 1m cela donne quoi comme fleche pour de l'acier standard?
    le but est de pouvoir descendre la section/epaisseur du tube (donc le poid)

    merci pour ce debut de reponse

    Vstal

  6. #5
    djodjo44

    Re : resistance tube acier

    Bonjour,


    Pour le calcul de la résistance du vélo, ce n'est pas tant la puissance du cycliste qui importe mais surtout son poids, les chocs que le vélo supporte quand il roule dans les nids de poules, la position des roues et leurs diamètres.

    Pour avoir une idée du travail des tubes, il faut imaginer le tube comme une planche, plus c'est long avec le poids au milieu et plus cà supporte d'effort.
    Je m'explique, si vous voulez faire un vélo ou le cycliste est entièrement couché avec des roues de 700 à chaque bout, le tube sera beaucoup plus gros et lourd que si le cycliste est semi allongé comme dans un fauteuil et qu'il a une petite roue avant au ras des pieds. Je pense que c'est la raison pour laquelle certains vélos couchés ont les pieds surélevé avec des petites roues à l'avant, pratiquement sous les genoux.
    De toutes façon, pour le résistance, à poids linéaire égal il vaut mieux un tube de "fort diamètre" et peu épais qu'un petit tube très épais.

    Le minimum pour faire une ébauche de calcul il faut un croquis coté avec la position du centre de gravité du cycliste, les positions des axes des roues et du point de contact de ces dernières avec le sol.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    vstal

    Re : resistance tube acier

    bonjour
    voici un schema du projet

    proto110.jpg

    merci de bien vouloir y contribuer

    Vstal

  9. Publicité
  10. #7
    djodjo44

    Re : resistance tube acier

    Bonjour,

    Comme suite au schéma présenté ci-dessus voir ci-dessous les éléments de calcul faits à partir des hypothèses suivantes : poids du cycliste 150kg, comme je ne tiens pas compte des chocs des nids de poule, je pense que c'est résonnable, vu le schéma j'estime son centre de gravité, ( son nombril ), au milieu des 1100mm. Mes calculs sont en mm et daN.

    Calcul du moment fléchissant : Mf = (150*1100)/4 = 41250daNmm,
    Nous avons calculé ci-avant le "Ialpha sur Vé" donc :
    * pour un tube de 50*30*2 nous avons une contrainte de : 41250/4064 = 10,15 daN/mm2 soit : 101,5 *10 puissance 6 Pascal
    *pour un tube de 20*20*2,5 cela fait : 41250/637 = 64,75 daN/mm2, soit : 147,5* 10 puissance 6 Pa.

    Je continue à parler en daN/mm2.
    Sachant que l'acier ordinaire fait environ 50 DaN/mm2 l'on voit qu'avec le tube de 50*30*2 nous avons un coefficient théorique de sécurité de 50/10,15 = 4,9 vu les hypothése ce n'est pas abérant. Pour le tube de 20*20*2,5 cela fait 65 daN/mm2, il ne vaut mieux pas y compter si l'on tient à la vie et si l'on veut descendre le Tourmalet.
    De plus le tube de 50*30*2 fait environ en poids 2,37kg par mètre linéaire, ce n'est catastrophique!
    De plus l'acier ordinaire se soude sans difficulté particulière contrairement au acier plus "raides" qui demandent des précautions de préchauffage et de refroidissement avec risque de fissures dans les soudures ce qui entrainent des casses.
    Il reste à calculer le tube en torsion pour voir quel angle d'une roue par rapport à l'autre il accepte sans casse ou plus simplement les écarts en transversal entre le points d'appui des roues.

  11. #8
    djodjo44

    Re : resistance tube acier

    Bonjour,

    Pour en finir avec mon message ci-avant, voilà les données pour la torsion.
    Il faut calculer un Io = ((((L*H)*((H*H)+(L*L)))-(((l*h)*((l*l)+(h*h))))/12 soit pour notre tube de 50*30; ((30*50((50*50)+(30*30)))-(((26*46)*((26*26)+(46*46))))/12 = 1467730,67mm4
    Ensuite il faut calculer Io/V= (2*Io)/racine carré de ((L*L)+(H*H)), ce qui donne 5032,82mm3.
    Si l'on gardela même contrainte de 10,65 daN/mm2 cela donne un couple de 51083daNmm soit environ 51daNm, ce qui, rapporté à la charge de 150kg, donne un écartement transversal des points d'appui des roues sur le sol de 680mm.
    Si cela arrive il y a longtemps que le cycliste sera descendu de sa machine.

  12. #9
    vstal

    Re : resistance tube acier

    merci

    je vais donc continuer sur mon projet avec du 30*50*2

    vstal

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