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Rigidité des tubes

Publié : jeu. 06 avr. 2017 - 17:05
par Flucky
atreju (kris) a écrit :Non, les cadres sont déjà costauds d'origine, et bien le tube carré à souder, c'est plus rigide à la flexion (moins bon en torsion mais tu t'en fous vu qu'ils travaillent pas comme ca)
louprider a écrit :En dépit de ce que dit Atreju, les tubes ronds sont mieux...
Ça c'est un sujet qu'il est intéressant.

Tubes ronds, ovales, carrés, rectangulaires...

À masse égale, à épaisseur de métal égale, lequel sera le plus résistant en flexion et en torsion ? Et lequel aura le meilleur rapport qualité prix ?

Merci d'argumenter sans vous entre-déchirer

Re: Rigidité des tubes

Publié : jeu. 06 avr. 2017 - 19:32
par atreju (kris)
Les tubes de sections carré/rectangle ainsi que les cornières en L, et autre IPN ont une bonne résistance à la flexion.
En revanche le resistance à la torsion est mauvaise, tu prend une cornière en L, tu vas très facilement la vriller en torsion à la main mais tu auras un mal de chien à la plier.
Ceci dit le tube carré de par sa section carrée a une resistance malgré tout un peu supérieure à la torsion du fait qu'il soit fermé bien que ca ne soit pas terrible.

Les tubes ronds, on peut dire que c'est le contraire, en torsion il resiste très bien de part la répartition interne des contraintes mais ont une piètre résistance à la flexion, il plie facilement.

On ne fera pas un arbre d'entrainement moteur en section carrée (ex: cardan de roue motrice, prise de force au cul des tracteurs,etc...)
De même qu'on privilegiera les tubes carrés, IPN ou cornière pour les structures supportant des charges où les contraintes sur les poutres sont des moments de flexion (bâtiments, stades, etc...)

En fait pour choisir son tube, il faut réfléchir à quel type de contrainte il sera soumis (un bras oscillant par exemple est plus rigide en carré qu'en rond, ex: les magnums vs les vieilles mobylettes)

Re: Rigidité des tubes

Publié : ven. 07 avr. 2017 - 2:20
par Djidane57
Pour ton dernier exemple y a aussi 30 de développement entre les 2. On voit bien que les sections et la forme générale diffère complètement.

Pour les arbres de transmission ils sont ronds car ils dans la majorité des cas usiné par tournage ...

Sinon moi, ma maigre expérience la dedans m'a appris qu'a diamètre égal, le carré c'est plus rigide, mais c'est surtout plus lourd (et donc plus cher ...), et c'est pour ça que sur une brèle ou une voiture on fout plutôt du rond, alors que sur un bâti fixe on y met souvent du carré ...(Plus facile de bosser sur le carré aussi ...)

Pour les coeff etc, je n'y connais rien, je surdimensionne à 100% les rares fois ou j'ai affaire avec de la cornière/tube, de toute façon les torseurs et autres fantaisies c'était pas mon truc.

Re: Rigidité des tubes

Publié : ven. 07 avr. 2017 - 9:23
par louprider
....Cà va être délicat de faire court et concis sur le sujet.
On va déjà choisir la matière: acier, alu, inox, ou autres..ce qui ,déjà, va nous définir des caractéristiques mécaniques du matériau
Ensuite, quelles sont les sollicitations ?
Et la Résistance aux efforts en fonctions de la ou des sollicitations:
La Flexion: quelle type de flexion ? poutre encastrée ou sur 2 appuis ? et ensuite la charge est-elle répartie uniformément, seulement en bout, centrée ou pas ?
La Torsion
Le Cisaillement
La Compression/l' Etirement.
La Fatigue
La Résonance (on va dire la fatigue aux vibrations)

Le plus "chiant/difficile" est de déterminer les sollicitations, ce qui inévitablement conduira à savoir quelle type de formules à utiliser (et encore je la fais simple, il y a aussi des sollicitations composées: flexion/torsion, etc....et çà me prend un peu beaucoup le chou aussi dans ce cas-là :wink: )

Globalement (très globalement !!! :mrgreen: ) Atreju n'est pas très loin de la "vérité", mais le fait de vulgariser ainsi les choses m'irritent un peu (on va dire :lol: :lol: )
On ne parle pas réellement des efforts qui sont appliqués (pourquoi un "simple tube en travers d'un cadre est-il soumis à une simple flexion ??? je ne suis pas vraiment d'accord).
On ne parle pas de section pleine ou creuse.
On ne parle pas de la rigidité de l'assemblage si l'on considère une poutre encastrée, donc du "glissement" des matériaux, de la résistance de la soudure (si soudure il y a ).

Pour les cas concrets déjà cités: le bras oscillant carré me parait plus rectangulaire. La position des amortisseurs sur bras oscillant rectangulaire ou rond me semble différente: ce n'est donc pas si comparable que cela...Je dirais même que le bras rectangulaire est plus un effet visuel, et aussi commercial. Je dirais que la rigidité (ou le manque), dans ce cas-là, vient plutôt de l'articulation (et aussi de l'age de l'articulation) sur silent-blocs.
Pour les arbres d'entrainement moteur: on trouve en industrie des arbres carrés......c'est juste que au niveau sécurité le rond fait moins mal que le carré quand il tourne sur son axe...Pour la résistance, ce n'est "que" une histoire de dimensionnement.
Ne pas oublier le critère de la Fatigue du matériau qui en BTP (Batiment) joue pour beaucoup !!!
(Tiens d'ailleurs, c'est bizarre : les échafaudages, y en a des ronds ....yen a même en Bambou !!!)

Pour le renfort de cadre en tube carré: va falloir expliquer à EGLI (entre autres) pourquoi il a foutu un gros tube rond sur son cadre !!! qui fait aussi office de réservoir ...'taing, il aurait pris un tube carré: il aurait eu un réservoir plus gros !

Pour la partie financière, le type de matériau a son importance mais pas que !!! en fonction du matériau, le traitement à lui apporter pour éviter qu'il se corrode a un coût également.

Re: Rigidité des tubes

Publié : ven. 07 avr. 2017 - 10:23
par Jef
(tout ça à cause d'une barre carré sur mon promo mbk, chose que j'avais deja fait sur le promo rcx ^^)

perso je me rappelle d'un topic similaire sur les barres de renfort, dommage de ne plus avoir les images

http://www.ventilxp.com/forumv2/viewtop ... f6ca115bbd

Re: Rigidité des tubes

Publié : ven. 07 avr. 2017 - 10:32
par louprider
...mais euh, cépamoikicherche !!!!

Je ne me rappelais plus de ce sujet: dommage évidemment que les images aient disparues. Cela étayerait "visuellement" mes propos de l'instant (..qui rejoignet ceux de l'époque)
Arf: c'était le bon temps :lol: :lol: :lol:

Re: Rigidité des tubes

Publié : mar. 11 avr. 2017 - 22:12
par bouchet
Salut à tous,

C'est un sujet que je connais plutôt bien, je peux donner des éléments de réponse.

Dans tous les cas que je vais présenter, nous allons supposer travailler avec des poutres, c'est à dire quelque chose d'élancé (une section petite par rapport à la longueur).
Il y a tout un ensemble de calcul de RDM à disposition à ce niveau, il faut distinguer différent cas :
- Flexion
- Traction
- Torsion
- Cisaillement

Il y a beaucoup d'information sur le net, par exemple ici sur wikipedia : https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9si ... C3%A9riaux

Par exemple je vais prendre deux sollicitations que me semble intéressante :

- Traction, les deux paramètres principaux sont la matière et la section. La loi à utiliser est celle de Hooke, Sigma = E*epsilon, E étant de module de Young du matériau, Sigma la contrainte et Epsilon l'allongement. Il est possible de reprendre la contrainte par Force/surface, ainsi nous trouvons la section et la matière qui sont des paramètres de notre élément.
Pour interpréter cela, à un effort équivalent et matière équivalente, plus la section est importe et moins l'allongement l'est. Cela fonctionnement aussi en compression, il faut par contre valider le flambement.

- Flexion, il y a beaucoup de cas suivant si nous somme encastré ou sur un appui, si l'effort est réparti ou ponctuel, etc
Pour autant un paramètre revient tout le temps, c'est le moment quadratique de la section (voir ici sur wikipedia : https://fr.wikipedia.org/wiki/Moment_quadratique)
La flèche d'une poutre sous une charge est inversement proportionnel à ce paramètre, nous voyons par exemple que le Ø est à la puissance 4, donc très impactant. Autre information importante la longueur est souvent à la puissance 3, cela signifie qu'en multipliant la longueur par 2 d'une tube pour la même charge, sa flèche sera 8 fois plus grande !

En écrivant je me dis que cela n'est peut être pas forcement claire, le mieux serait de faire un cas pratique ! Nous pourrions comparer sous différent critère la section ronde et carré d'un bras oscillant MBK ? Il me faudrait les dimensions et épaisseur de la section. Je pense que cela serait intéressant.

Re: Rigidité des tubes

Publié : mar. 11 avr. 2017 - 23:05
par louprider
?..mercii tontoncheb de te designer d office, j 'étais un peu fainéant sur le coup...
le bras oscillant est intéressant à prendre en exemple, ainsi que qu une barre de renfort, ainsi qu une fourche aussi... c est pas mal une fourche....
Au taf, on est plus sur des charges embarquées, des fréquences, et autres merdouilles....quelques montages de roulement sympa, mais bon...

Re: Rigidité des tubes

Publié : mer. 12 avr. 2017 - 8:09
par Flucky
Très intéressant tout ça, continuez vos contributions, merci à tous

Re: Rigidité des tubes

Publié : mer. 12 avr. 2017 - 9:33
par bouchet
C'est vrai que les fourches c'est pas mal, j'avais il y a quelque temps fait un calcul pour des gens qui font du run avec des fourche en rigide, fait avec un tube aluminium

Voici les résultats, en aluminium 6060 longueur 400mm, encastré d'un côté et avec un effort de 150N (la valeur de l'effort est totalement arbitraire, c'est simplement pour comparaison)

Tube Ø30xØ20, la flèche est de 1.43mm pour 1.17kg/m (utilisé classiquement chez eux)
Tube Ø40xØ36, la flèche est de 1.06mm pour 0.640kg/m
Tube Ø50xØ46, la flèche est de 0.53mm pour 0.81kg/m

Quand je vois cela, en flexion il est bien plus intéressant d'avoir un Ø de section important (c'est lié au moment quadratique d'un tube, les Ø sont à la puissance 4 !), cela permet d'être bien plus rigide et aussi plus léger si l'on choisi bien.

Re: Rigidité des tubes

Publié : mer. 12 avr. 2017 - 10:02
par louprider
Tout à fait !!!!!
Il faut malgré tout relativiser les valeurs de flèche maxi en fonction de l'utilisation.
Je rappellerais encore la même remarque: attention à trop de rigidité !!!
Dans le cas d'une fourche (qui de plus est compressible, donc expansible aussi...) il faut ce qu'il faut de rigidité: je veux dire par là que la 'souplesse' induite peut faire valoir d'amortissement.
Fluky: je ne peux pas trop divulguer de calculs (sinon je me fais rattraper par la patrouille du taf, voire plus ..... :oops: :? )
Voici quelques vidéos de machines du taf:
Déviateur
Encaisseuse1
Encaisseuse2
Encaisseuse3
Palettiseur1
Palettiseur2
Palettiseur3
Encaisseuse4
EncVertLat

J'ai "un peu" contribué :wink: :dance: , dixit mon/mes chef/s: juste de qui avoir une bonne tape dans le dos 't'as bien bossé'.... :boohoo:

Sans parler des 2/3 brevets que le chef a signé à ma place.......
Sans parler d'avant cette boîte où je suis :whistle:

Re: Rigidité des tubes

Publié : mer. 12 avr. 2017 - 10:48
par atreju (kris)
On évitera de se faire mousser avec du blabla à foison, tant qu'à démontrer quelque chose, on fait un bilan de forces pour estimer les contraintes appliquées à l'ensemble mécanique, le reste n'est que de l'enfumage littéraire qui a plus sa place un samedi soir chez Ruquier que dans un raisonnement logique.
Pour ma part, j'ai rangé les médailles au tiroir, mes connaissances théoriques sont partis trop loin :mrgreen:
Que mon prof de RDM (Roland Cravero voir la bibliographie et concepteur structurel du St Symphorien, ca parlera peut etre à Djidane?) me pardonne :roll:

Re: Rigidité des tubes

Publié : mer. 12 avr. 2017 - 11:27
par Djidane57
Ah ah oui Saint Symph' je connais assez bien, j'y vais de temps en temps admirer les chèvres locales ..

Mais je crois que vous avez des domaines différents, le BTP et la mécanique d'atelier n'est pas concernée par les mêmes problèmes non ?

PS: Pour le stade, je suis impressionné qu'un bordel de quasi 100 ans n'ai pas bougé plus que ça, alors que chez nous tout fini par fissurer à cause des zones argileuses qui gardent la flotte l'hiver et sèchent l'été ... ce qui "charge et décharge" les fondations en permanence.

Re: Rigidité des tubes

Publié : mer. 12 avr. 2017 - 13:55
par louprider
:roll: Oui Djidane, surement !!!
Mais je ne comprends pas la réponse qui a été faite ???? :icon_scratch: :icon_scratch:
Est-ce à dire que je me la pète ?? etc .... ? :doh: :doh:
'fin bon :cry:

Re: Rigidité des tubes

Publié : mer. 12 avr. 2017 - 14:03
par bouchet
atreju (kris) je n'ai pas trop compris l'histoire de se faire mousser etc

Je ne suis pas totalement de ton avis pour les calculs. Dans tous les cas se sont des models pour aider à représenter la réalité, ce n'est pas une science exact c'est certain.Pour autant la RDM c'est quelque chose qui est quand même fiable pour les cas classique, j'ai eu l'occasion de corréler des résultats pratique et théorique sur le sujet.

Je pense qu'il est surtout important de comprendre les tendances, nous n'allons pas dimensionner une fourche, simplement voir que le Ø à un impact fort (puissance 4 ! ) lorsque l'on parle de flexion à mon avis c'est une bonne infos ! Idem pour la longueur au cube !

J'ai trouvé ce formulaire sur le net qui regroupe pas mal de cas de flexion : http://tpworks-place.com/documents/707/medias/547.pdf

Re: Rigidité des tubes

Publié : mer. 12 avr. 2017 - 19:29
par DataMAX
Moi je suis pour la pratique: Regardons ce que fait KTM en Moto2. Je paie les pop-corns :icon_pirat:
Et vive Miguel :lol: Et désolé Flucky pour le pourrissage en règle :lol:

Re: Rigidité des tubes

Publié : jeu. 13 avr. 2017 - 16:01
par Djidane57
Je suis allé voir du coup, tu parles de la RC16 ?

Ca sent le treillis soudé avec tube rond/ovale en tout cas ... :lol:

Re: Rigidité des tubes

Publié : jeu. 13 avr. 2017 - 20:35
par DataMAX
Je parlais de la Moto2, je ne connais pas son nom. Mais elle fonctionne bien visiblement pour sa première sortie. En MotoGP c'est plus difficile, mais ils n'ont pas de top pilotes.
Mais de façon plus général, KTM c'est du tube acier au chrome-molybdène. Même en compétition.

Re: Rigidité des tubes

Publié : ven. 14 avr. 2017 - 7:33
par louprider
Yep, un peu "copieur" des Ducati sur le coup....

Re: Rigidité des tubes

Publié : ven. 21 avr. 2017 - 9:44
par 103peugeot
Pour rester un peut dans le thème.

Pour cintrer un profilé rectangulaire alvéolés en alu vous avez des astuces ?

Sa ressemble à une règle alu de maçon.

Idéalement, cintreuse à enroulement avec matrice et souris dans chaque alvéoles.
Sa fait beaucoup de job pour faire l'outillage.

Re: Rigidité des tubes

Publié : ven. 21 avr. 2017 - 17:56
par Djidane57
Image

Ca ? Avec beaucoup plus d'alvéoles ?

Cintreuse effectivement. avec des "paliers" large typiquement. mais un modèle sur table qui bride bien, après faut pas oublier que c'est un métier le cintrage à froid :mrgreen:

Re: Rigidité des tubes

Publié : ven. 15 mars 2019 - 7:35
par mesta208
Fake...

Re: Rigidité des tubes

Publié : ven. 15 mars 2019 - 18:58
par atreju (kris)
C'est quoi ces post et auteurs qui sortent de nulle part?

Re: Rigidité des tubes

Publié : ven. 15 mars 2019 - 20:39
par mesta208
Quasi toujours des pseudos contenant un prénom féminin. Est-ce déjà une forme de manipulation ? :lol: