Etude statique, simulation axe de serrage (Contrainte)
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Par lucas.rambure Le 28 février 2019

Bonjour,

Petite question pour la communauté. Je travaille en BE sur SOLIDWORKS 2017 et je dois calculer l'effort d'un axe. Mon système permet de compacter et mettre des cartouches de filtration sous pression. Il est soumis d'un côté, à un couple de serrage à la clé dynamométrique de 15 N/m, et de l'autre côté à une pression de 6 bar soit 0.6 N/mm^2. (Photo ci-jointe). Les résultats de mon étude statique me paraît faible, j'applique mes efforts en bout d'axe de chaque côté (d'un côté le couple de serrage et de l'autre la pression subi) et en déplacements imposés je fixe le corps non?

 

J'ai besoin d'être un peu plus éclaircit de comment procéder et d'avoir des résultats de déformation proche de la réalité.

Merci cordialement (Photos ci-jointe)

Meilleure réponse

Zozo_mp | 18718 point(s)

Bonjour @ lucas.rambure

J'ai regarder votre image et je ne partage pas - hélas - la méthode que vous voulez employer.

je vous donne dans l'ordre après nous ferons le tri ensemble

  1. Vous mettez une pression au lieu d'une force. L'utilisation de pression est utilisé pour de l'air comprimée pour une citerne par exemple. Dans votre cas il s'agit d'une force ou plutôt d'une contre force. il semble y avoir si j'ai compris la force de résistance de [[ compacter et mettre des cartouches de filtration sous pression ]] qui semble deux actions distinctes une qui serait de la contre-force et l'autre de la pression générant une contre force.
  2. le fait de mettre un couple en bout d'arbre n'est pas correct pour trois raisons.
    - 2a _ les efforts se font sur les filets de la vis et non pas en bout d'arbre comme vous l'avez représenté.
    - 2b _ vu l'usage je suppose en plus que ce sont des vis à filets carrés ou trapézoïdale et non pas des filets isométriques comme les vis ordinaires.
    - 2c _ de plus vous avez surement un butée à bille, en bronze ou en plastique au bout de l'arbre donc le coeff anti-glissement en bout ne doit pas être très important.
  3. N'oubliez pas le coefficient multiplicateur d'une vis puisque cela agit comme un coin. Par contre vous avez l'effort de liaison qui à un coefficient de frottement important selon le profil de la vis. Tel que vous avez programmé votre simulation vous n'avez pas leffet coin à l'évidence.

 En deux mots si j'étais vous ;-)    je reprendrais les abaques connus et normalisés des vis (selon le type de vis, Ø de vis , etc...). Le fournisseur de la vis spéciale doit vous fournir les abaques qui vont bien car vous êtes plus proche d'une vis de pression que d'une vis de fixation dont la déformation se fait par allongement.

Cordialement

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Zozo_mp | 18718 point(s)

Bonjour @ lucas.rambure

J'ai regarder votre image et je ne partage pas - hélas - la méthode que vous voulez employer.

je vous donne dans l'ordre après nous ferons le tri ensemble

  1. Vous mettez une pression au lieu d'une force. L'utilisation de pression est utilisé pour de l'air comprimée pour une citerne par exemple. Dans votre cas il s'agit d'une force ou plutôt d'une contre force. il semble y avoir si j'ai compris la force de résistance de [[ compacter et mettre des cartouches de filtration sous pression ]] qui semble deux actions distinctes une qui serait de la contre-force et l'autre de la pression générant une contre force.
  2. le fait de mettre un couple en bout d'arbre n'est pas correct pour trois raisons.
    - 2a _ les efforts se font sur les filets de la vis et non pas en bout d'arbre comme vous l'avez représenté.
    - 2b _ vu l'usage je suppose en plus que ce sont des vis à filets carrés ou trapézoïdale et non pas des filets isométriques comme les vis ordinaires.
    - 2c _ de plus vous avez surement un butée à bille, en bronze ou en plastique au bout de l'arbre donc le coeff anti-glissement en bout ne doit pas être très important.
  3. N'oubliez pas le coefficient multiplicateur d'une vis puisque cela agit comme un coin. Par contre vous avez l'effort de liaison qui à un coefficient de frottement important selon le profil de la vis. Tel que vous avez programmé votre simulation vous n'avez pas leffet coin à l'évidence.

 En deux mots si j'étais vous ;-)    je reprendrais les abaques connus et normalisés des vis (selon le type de vis, Ø de vis , etc...). Le fournisseur de la vis spéciale doit vous fournir les abaques qui vont bien car vous êtes plus proche d'une vis de pression que d'une vis de fixation dont la déformation se fait par allongement.

Cordialement

lucas.rambure | 221 point(s)

Merci pour votre réponse, sur le fonctionnement de mon système c'est tout à fait ça. Effectivement dans un 1er temps j'ai changé mes paramètres et j'ai mis une force au lieu d'une pression (Je précise Vis trapézoïdale métrique Tr 36*6 ). Sur ma petite section Ø20mm et avec une pression de 6 bar j'obtiens 188,5 Newton ça me semble déjà plus logique (manque de réflexion). 

Oui cela ne fait pas de doute que l'effort se fera sur le filet, mais le serrage par clé dynamométrique nous est imposé (auparavant nous avons conçu un limiteur de couple mais trop couteux).

Je ne sais pas comment procéder sur solidworks, hier j'ai voulu lancé le calcul sur mon filet mais j'ai l'impression que ça risque de prendre du temps et je sais même pas si je fais les choses correctement.... 

J'aimerais juste avoir une visu de l'effort que j'aurais et les risques qui peut y avoir (compression, flexion, cisaillement...)

Coefficient de frottement à prendre en compte?.

Et les abaques ne m'aideront pas plus que ça je pense..

Zozo_mp | 18718 point(s)

Bonsoir Lucas

Je persiste même si cela ne répond pas à votre demande car dans la littérature des fabricants de vis vous avez toutes ces informations en lecture directe.

Exemple ici à la page 46 (source Fogex.com) sachant que du point de vue flambage vous êtes en EULER 3

Un autre très complet (Source Haudenshild) regardez page 23

En général j'achète ce genre de chose sur catalogue et c'est au fournisseur à me fournir les éléments de garantis par rapport à ce qu'il propose. Ce sont à la fois des calculs simples et relativement complexes donc je gagne du temps.

Pour ma part je suis absolument désolé de ne pouvoir vous aider avec SW simulation pour votre problème car le nombre de paramètres à maîtriser peut amener des erreurs importantes.

Si vous souhaitez poursuivre malgré tout ; il est certain qu'il vous faut dessiner la vis en volume puisque les cisaillements seront sur les filets.

Cordialement