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Différence entre force de réaction et force externe dans l'onglet force résultante

Bonjour à tous,

Je voudrais savoir quelle sont les différences entre les forces de réactions et les forces externes que Solidworks calcul après une étude statique.

Je m'explique:  j'ai une platine acier avec 4 ancrages de type boulons sur une paroi virtuelle.

Les paramètres de mes ancrages ont était rentrés correctement ( diamètre du boulon, de la tige, section résistance,.......). jusque là pas de soucis.Je fais mon étude statique et fait un contrôle des axes/boulons, mes 4 ancrages sont de couleur verte, c'est à dire que le prédimensionnement de ces derniers sont correct.

Mon problème est de savoir si le béton va résister ( à savoir la paroi virtuelle),c'est à dire l'arrachement de mes ancrages,( l'ancrage glisse dans le trous béton), ou si l'ancrage ne glisse pas, mais arrache le béton par effet de cône.

Je ne sais pas si je dois regarder les forces de réactions ou les forces externes, pour avoir la contrainte que reçoit le béton par le biais des ancrages.

Votre aide sera la bienvenue, pour m'éclairer sur ce sujet.

Merci

Bonjour

La simulation n'est pas faite pour mesurer la résistance à des contraintes du béton.

Pourquoi ?
1°) La paroi est VIRTUELLE ce qui veut dire qu'elle n'existe pas ou plus exactement réputée indéformable à l'infinie.
2°) La simulation avec les connecteurs boulons sont faits pour voir comment se comporte les platines (déformation résistance) en aucun cas cela se soucis du béton et encore moins des gougeons.

3°) les gougeons ou chevilles qui seront insérée dans le béton correspondent a des normes précises toujours spécifiées par le fournisseur (SPIT, HILTI, etc...)
4°) seul l'ingénieur béton peut donner les spécifications (si c'est une vieille dalle ou pas de spécifications documentées sur le béton utilisé ça ce complique car il faut faire un sondage ou un test d'arrachement) pour que votre fournisseurs de gougeons, cheville frappée, vissées ou chimiques valide votre choix.

D'une manière générale les ancrages sont surdimensionnés quatre boulons par pied alors que deux suffiraient par exemple. IL faut savoir où se situe votre responsabilité que sur le bâti ou sur l'ancrage bétons également. Seuls les points deux et trois doivent être sûr sinon votre responsabilité ne se porte que sur le bâti en fonction des contraintes du Cahier des charges.

Cordialement

Bonjour Zozo_Mp

Désolé pour la réponse tardive, et merci de votre réponse.

Je comprends qu'une paroi virtuelle n'est pas une paroi béton et de ce fait est considérée comme infiniment rigide.

Je me suis sans doute mal exprimé:

Lors d'une simulation, lorsque l'on ajoute des boulons d'ancrage dans Solidworks,( avec tous les paramètres dédiés aux boulons), ce dernier nous indique si le boulon est apte ou pas, (couleur verte ou rouge), suivant les caractéristiques que l'on à rentré. Cela est les aptitudes intrinsèques des boulons.

Je comprends aussi qu'il existe des logiciels de calcul de boulon d'ancrage comme hilty, Spit, Wurth,.....,

Ma question est la suivante: peut on utiliser les force externes que SolidWorks donne, ( par exemple au centre de ma platine, avec mes 4 boulons d'ancrages), afin de déterminer, sur les logiciels dédiés, le comportement et la tenue de ces boulons?

Deuxième question : Qu'est que les forces de réaction dans Solidworks.

Merci de m'éclairer sur ces questions.

Au plaisirs

Petite image pour se rendre compte


doc1.pdf

Bonjour @syltab 

Votre question : ( peut on utiliser les force externes que SolidWorks donne, ( par exemple au centre de ma platine, avec mes 4 boulons d'ancrages), afin de déterminer, sur les logiciels dédiés, le comportement et la tenue de ces boulons?)

Oui mais sous conditions !   Oui si les conditions de tractions vers le haut sont strictement verticales. Vous pouvez vérifier en partie selon vos hypothèses de  simulation et si les forces exercés sur les boulons sont sensiblement égales.
Attention si vos forces ne sont pas strictement verticales (exemple cas d'un poteau soumis au vent soit soumis à des efforts pression ou efforts latéraux amenant du flambement )

Les forces de réactions sont celles classiques de la littérature depuis longtemps Archimède à commencé dans son bain mais ICI c'est surtout la deuxième loi de Newton aussi nommée Principes des actions réciproques"
Je donne souvent une explication simple c'est la contre force opposé à une force. Si vous soulevez un poids de façon statique la force et la contre force (force de réaction) sont équivalentes.

Si votre force de traction est supérieure à la contre force de maintient alors vous avez un arrachement. Arrachement c'est là qu'intervient le béton ;-)

Vous avez posé la même question dans votre post du 14 juin 2020 (que vous pouvez clore en désignant une réponse).
Pour Solidworks cela à du sens si vous faite une simulation sur un sous ensemble qui sera fixé ultérieurement dans un autre ASM.     Si vous connaissez la force de réaction issue de  la simulation d'un sous ensemble cela vous permet de connaître la force à appliquer à l'autre sous ensemble ou à l'ASM sans simulé les deux simultanément.
Cela permet à l'autre concepteur (autre fournisseur) ou à vous même de faire une simulation pour chaque sous ensemble indépendamment les un des autres.

Cordialement

 

Bonjour Zozo_mp,

Merci pour cette réponse qui m'éclaire un peu plus sur les résultats de simulations.

Si j'ai bien compris, on peut utiliser les forces externes que subit la platine pour calculer si oui ou non, les ancrages sont bon.

Dites moi, si je me trompe.Voir Images.

Car vous dites après: :

"Si votre force de traction est supérieure à la contre force ( force opposé à la force) de maintient alors vous avez un arrachement. Arrachement c'est là qu'intervient le béton ;-)"

Je ne comprend pas cette phrase car elle vient en contradiction avec votre premier paragraphe?

donc il faut que SW puisse donner les forces de réactions par rapport à la platine ou à la paroi virtuelle ( paroi béton).

Sauf que là, j'ai un soucis, SW ne me donne aucune valeurs lorsque je sélectionne les forces de réactions. j'avoue je bloque, voir même je sèche......

Je vous remercie pour vos explications


forces_externes_donnees_par_solidworks.pdf

Bonjour @syltab 

Je ne crois pas me contredire, mais mal expliqué peut-être ;-) ou alors je suis naze

Supposons que les 4 chevilles SPIT résistent à 86 777 N selon Z  (Nz selon SPIT) en traction parfaitement orientée parallèle au sol. Et que votre bâti exerce une traction verticale selon Z et strictement parallèle au sol de 55 OOO N alors pas d'arrachement. Ce qui veut dire que la contre force (béton) et dans ce cas supérieure à la force d'arrachement du bâti.
Dis autrement, si vous exercez une force avec votre bâti supérieure à 86 777 N ce sont soit les chevilles qui pètent soit le cône de béton qui part en vacances au Parthénon.

Pour les résultats ne les mettez pas en notation scientifique c'est plus simple pour comparé à SPIT qui est en lecture directe . Je ne vois pas le référentiel XYZ dans la vue partielle issue de SW. Je suppose que la flèche bleue est selon l'axe Z. Ce qui donnerait pour SW  FRes =  8,69 x 10+4  soit 8.6900         et pour SPIT  8,6777 x 10+4

Cela montre que les chiffres que vous donnez pour le simulateur SPIT ne tiennent  pas compte d'un CS puisque les deux valeurs sont quasi identiques il faut que les SPIT et le béton tiennent compte du CS soit    .   Dis autrement il faut que le béton est les chevilles soit plus résistant que SW  FRes =  8,69 x 10+4 

Pour mémoire
(Source SW    - Si vous sélectionnez un axe de référence, le moment des forces de réaction est calculé uniquement par rapport à cet axe. Le bras de moment est la distance entre les nœuds contraints sur lesquels les forces de réaction sont calculées depuis l'axe.       .... :  Convertit les trois vecteurs de force (composantes X, Y et Z) en vecteur de force résultante. Seul le vecteur de force résultante est affiché. )

Cordialement

 

Zozo_mp,

Je ne sais pas comment mettre les résultant en mode flottant.

Pour que SW donne les forces de réactions, il faut rajouter un déplacement imposé de type appui plan, qui corresponde à la paroi virtuelle.

Ce que je comprend par :

- La paroi virtuelle est là pour le dimensionnement intrinsèque des boulons d'ancrage ( rupture acier en traction : force aciale; Rupture par plan de cisaillement, ou rupture dus au couple de rotation)

- le déplacement imposé de type appui plan permet de connaitre les forces de réaction de la platine entière ou des trous dans la platine pour les boulons d'ancrage.

Seul bémol, par raport à ce que dit l'aide de SW : pour connaitre les forces et moments de réaction d'un solide : il faut :

 un système de coordonné.

Pour les éléments tétraédriques qui possèdent uniquement un DDL de translation, les moments de réaction ne sont pas calculés directement à partir de la solution de matrice de l'équation.

Il est possible de répertorier les moments des composants de force de réaction du modèle complet ou d'une entité sélectionnée par rapport à des axes ou systèmes de coordonnées définis par l'utilisateur. Le vecteur de bras de moment est calculé depuis l'origine du système de coordonnées de référence.

Si vous sélectionnez un axe de référence, le moment des forces de réaction est calculé uniquement par rapport à cet axe. Le bras de moment est la distance entre les nœuds contraints sur lesquels les forces de réaction sont calculées depuis l'axe.

Le moment de réaction qui en résulte est la norme des composantes de moment autour d'un système de coordonnées de référence à partir de l'origine ou autour d'un axe de référence.

La liste des forces de moment de réaction est disponible pour le modèle entier ou pour les entités sélectionnées

 

 J'en déduis mais je ne suis pas du tout sur qu'il faut, pour calculer les boulons d'ancrages sur Spit, 3 forces de réaction et 3 moments donné par SW et non pas les forces externes?, je suis perdu.

En créant un système de coordonnée comme indiqué, je ne retrouve pas mes 3 forces et 3 moments pour mettre dans le logiciel SPIT, afin de calculer les boulons d'ancrage, au mieux j'ai une force si je choisi la platine, ou 4 forces si je sélectionne mes 4 trous pour les boulons.

Voir image

De plus l'addition des 4 forces ne me donne pas la résultante sur la platine.

 Je dois loupé quelque chose, mais quoi?


force_de_reaction_par_rapport_a_un_plan-systeme.pdf

@syltab 

Bon on se détend ;-)    La théorie c'est bien mais restons pragmatique ;-) ;-)

C'est normal que l'addition des 4 forces ne me donne pas la résultante sur la platine car c'est un calcul sur le maillage de l'ensemble de la platine chaque noeud à sa valeur propre en fonction de la répartition des efforts sur chaque noeud et chaque DLL.

Revenons à nos oignons et aux bergers qui les gardent !
Vos résultats avec les systèmes de coordonnées sont très intéressants car il montre la force de réaction globale qui est plus ou moins la moyenne des forces de réaction des quatre trous dans la platine.

Si j'étais à votre place je prendrais l'essai sans le système de coordonnée qui n'apporte rien de plus dans ce cas.

Ce que l'on remarque c'est qu'il y a des petits écarts entre les quatre FRes, la plus forte étant celle à 1,74 x 10+4 .

Donc il suffit de rajouter à celle de "1,74 x 10+4" un coeff de sécurité de 1.5 ou 2 ou plus selon que c'est un charge statique ou non. (Coeff 10 pour un Ascenceur)

Vous pouvez connaître la valeur du CS de votre conception, sinon vous risquez de surdimensionner vos boulons. Au fait quel est le CS de votre conception ?

Une fois que vous avez la valeur avec le coefficient de sécu vous passez ça dans le simulateur SPIT et vous connaitrez le bon diamètre des boulons SPIT et vous saurez aussi si le diamètre de vos trous tiennent la route ou non.

Cordialement

Les résultats qui sont donnés sont calculés avec une charge à  l'ELU, c à d 1.35G+1.5Q, j'ai un CS de 1.4 sur l'ensemble du modèle.

Pour la simulation avec le logiciel Spit je ne peux donner que les charges au centre la platine, donc je dois prendre la valeurs de SW au centre de la platine? ou comment je peux ramener chaque valeur de réaction des trous au centre de cette dernière?

Il en faut du courage pour cerner le problème

Merci

@syltab 

Vous avez cette valeur dans les exemples que vous avez posté.  FRes 1,09e +0.5N.

Mais comme je vous l'ai dis précédemment prenez la valeur de 1,74 x 10+4  puisque c'est le trou le plus sollicité. Qui peut légèrement plus peu le moins.

Surtout que la valeur des boulons SPIT ne tombera pas exactement sur la valeur souhaitée et que vous prendrez la valeur immédiatement supérieure.

Quels sont les références proposées d'après l'outil SPIT

En règle générale je dis qu'il faut éviter de chipoter le choux pour des chouillats de peanuts.

Cordialement