[Reportage] Goussets pour arceau (fight fab21 / dave74)

Julien77

The Brain
Prépas Hardcore
VIP
Si vous suivez les sujets des protos de Dave74 et de Fab21, vous savez qu'ils ne sont pas d'accord sur le forme du gousset de renfort à mettre sur les tubes de l'arceau.
Sans rentrer sur l'aspect esthétique (et encore moins sur la forme intérieure de la déco : Croix de malte, petite fleur,...) du gousset on peut quand même comparer les deux solutions sur l'aspect purement mécanique.

On va donc comparer ces deux solutions avec la solution de base d'une intersection d'arceau non renforcée.
Pour cela je vais utiliser un logiciel de calcul de structure par éléments finis.

Je n'ai pas les cotes exactes des goussets de l'un ou de l'autre mais je ne doit pas être trop loin.
Je modélise donc une jonction d'un tube de diamètre 48.3 et d'épaisseur 3.3

Pour le modèle de base je considère une soudure pleine pénétration avec un beau rayon de soudure :razz: :
fig_tu10.png

Pour le modèle Fab21 un gousset d'épaisseur 5mm et de rayon 100 mm :
fig_tu11.png

Pour le modèle Dave74, un gousset d'épaisseur 5mm et de rayon 150 mm :
fig_tu12.png

Ce dernier gousset ne se termine pas à épaisseur nulle, car il faut bien le souder.

Le chargement sera un effort vertical de 100 Kg appliqué en extrémité du tube horizontal, le tube vertical est considéré encastré à sa base.

Résultats pour la solution de base :
Le déplacement vertical en bout de tube est d'environ 0.93 mm :
tube_s11.jpg

La contrainte est maximale dans la soudure avec 127 MPa :
tube_s10.jpg

Résultats pour la solution Fab21 :
Déplacement vertical de 0.55 mm soit une rigidité de 169 % par rapport à la version de base
La contrainte maximale augmente cependant par effet de poinçonnement en extrémité du gousset avec 184.5 MPa
renfor11.jpg

Résultats pour la solution Dav74 :
Déplacement vertical de 0.54 mm soit une rigidité de 172 % par rapport à la version de base
La contrainte maximale augmente cependant par effet de poinçonnement en extrémité du gousset avec 158 MPa
renfor10.jpg

Le gousset Fab21 est estimé à 306 g, celui de Dave74 à 182 g.

Conclusion
Les gains en rigidité sont très proches pour les deux solutions, par contre le gousset Dave74 sollicite moins l'assemblage.
La différence est plus marquée si on raisonne en efficacité par rapport à la masse, là la solution Dave74 domine nettement l'autre solution, en plus pour moi est elle plus esthétique :twisted:
Si on veut encore optimiser le ratio rigidité/masse, on peut enlever de la matière dans la partie non contrainte du gousset (région pleu foncée) mais en évitant les formes anguleuses (plustôt des cercles qu'une croix de malte donc).
 

Fichiers joints

Rey Le Bon

Equipe du site
Membre du personnel
Equipe du site
West coast Trollers
Super simpas ton soft, mais il sais pas faire les p'tites fleurs si cher à Fab :mrgreen: :mrgreen:

Bon, en tout cas, trés intéressante la modélisation des forces... merci du petit cours :wink:
 

Pat.39

Ca passe! Si si ca passe!!
Prépas XL
Très instructif ,merci :Super14:
 

The Bargeots

Jesus Build my Crawler.
Membre du personnel
Administrateur
Excelent, voila le genre de sujet technique que j'adore. :Super14:

Par contre j'ai du mal a tout piger, j'aurais dit que la solution a Dave de part les couleurs de contraintes est moins bon car il y a plus de zone de bleu clair que celle de Fab.
Surtout la solution a Dave crées une contrainte sur la soudure (petite zone en bleu clair) alors que Fab non...
Mais bon moi j'y connais rien dans ces logiciels :|
 

Taz

Franchisseur Extrem.
Prépas XL
Magnifique ... de quoi mettre un peu plus de théorie sur nos pratiques !!

maintenant, pour se rapprocher des façon de faire de beaucoup d'entre nous ....
Pour faire vite et pas forcément esthétique, si l'on met un simple fer plat disposé à 45° de chaque tube ?
c'est à dire :
côté extérieur ni convexe comme fab, ni concave comme dave et un petit évidement au point de soudure entre les deux tubes (même largeur et longueur de gousset de dave
sans_t10.jpg

ça donne quoi comme solidité ??
 

Fichiers joints

Jérôme_51

Là où on va y'a pas de routes.
Prépas XL
Salut,

Sympa Julien ton petit calcul d'éléments finis avec une grosse pub pour le logiciel :mrgreen: .

Ok avec le calcul mais la conclusion pas évident. Quand tu dis que le gousset de Dave sollicite moins l'assemblage, tu parles bien de la soudure entre les 2 tubes? Car comme le fait remarqué The Bargeots il y a du bleu dans l'assemblage de Dave :wink: . Mais je pense que tu as du regarder ca plus en détail que nous.

La conclusion que j'en tire c'est que la contrainte mécanique dans l'assemblage des 2 tubes a été divisée par 2 voir 3 avec l'ajout d'un gousset :twisted: . Mais la contrainte maxi a augmentée c'est peut être de ce côté qu'il faut travailler?

Et on voit bien ou Dave et Fab vont devoir s'appliquer sur la soudure, c'est à dire toutes les zones qui ne sont pas en bleu foncé :twisted: .


A+

PS: Montre nous aussi le maillage utilisé c'est toujours sympa à voir même pour ceux qui ne connaissent pas :wink: .
 

Dave74

Si ça passait c'était beau!
Prépas Hardcore
Hi

Salut Julien

Bon on va commencer par le départ.... euh... y aura pas de combat a mort entre Fab et moi même... :redface:

Dans ma remarque je tenais juste compte de l'aspect esthétique. Pas des calculs. Mais d'une façon générale on m'a toujours appris que ce qui est beau est solide...

Pour l'aspect technique de ton intervention je dis bravo et ce soir on sera plus d'un a se coucher moins con...

Ca t'as pris combien de temps pour modéliser tout ces jolies tubes ?
 

La malice

Gravitée de merde...
Animateur
ouah j'aimerais bien connaitre tous ça comme ça quand on ferais un arceau ou des modif pour rigidifier quelque chose on serai sur de ne pas ce gourer :biggrin:
 

Max65

Un rocher! où ça?!
Prépas Soft
Super sujet, merci a toi on seras moin con ce soir :!: :!: :!: :!:
 

Babas

Semelle de plomb
Prépas Hardcore
Salut Julien,

Belle démonstration :Super14:

Maintenant, si au niveau du point MX, ont modifie l'épaiseur du gousset (profil en V sur la partie MX) afin de rendre cette partie plus "élastique", peut on arriver à répartir les contraintes le long du tube ??
 

Fab21

Jesus Build my Crawler.
Partenaire Forum
Belle démonstration en effet !!!
D'ailleur, j'ai jamais dit le contraire. J'ai simplement dit qu'avec un décors comme celui que j'ai commandé, il vaut mieux ma version que celle de dave, ou alors, tu es obligés de faire une piece plus grande, et ca j'avais pas envie...

Tu me suis ?

Quoi qu'il en soit, merci pour la démo :twisted: :twisted: :twisted:

Sinon, t'es sur de ton calcul de masse ?
Si tu prends comme tu l'indique 100x100 pour moi et 150x150 pour dave, j'suis pas sûr que t'es pas fait une toile :roll:
Un TRES mauvais dessin a main levé pour illustrer mes propos, j'ai pas le courage de faire un petit calcul...

sans_t10.jpg
 

Fichiers joints

Julien77

The Brain
Prépas Hardcore
VIP
Pour Fabrice :
Oui je suis sur pour la masse :twisted: :
Ton gousset : 1/4 d'un cercle de rayon 100mm (D=200) : 0.25*(pi*D^2)/4=7854 mm2
L'autre : 1/4 du carré moins le cercle inscrit (R=150; D=300) : 0.25*[300^2-(pi*300^2)/4]=4828 mm2

Voici une superposition des deux profils :
fig_tu13.png

Par contre c'est sur que pour placer une petite fleur, il n'y a que sur ton profil qu'il y a de la place :mrgreen:
Si tu as le dessin je veux bien te faire l'analyse juste pour le fun 8)

Pour Jerome_51 :
Le gousset Dave74 sollicite un peu moins la jonction avec le tube car les variations de section sont plus faibles entre le tube et le gousset (tout comme un grand rayon de raccordement limite les concentrations de contraintes)
Mais les deux profils remplissent la même fonction de rigidification.

Pour The Bargeot :
Oui le gousset de Dave74 est en moyenne plus contraint mais c'est la contrainte ponctuelle en bord du gousset qui sera limitative quand l'accroissement de l'effort appliqué atteindra la limite élastique du matériau.
On peut donc dire que cette forme n'est pas encore l'optimum masse/raideur/contrainte pour un gousset.
Il suffit de regarder les nervures ou goussets des structures aéronautiques : percages progressifs dans les âmes des nervures, etc...

Si j'ai le temps je ferais bien un petit topic sur le calcul de structure appliqué aux arceaux : ce qu'il faut faire, ce qu'il ne faut pas faire.
Il faut que je recupère quelques photos et quelques cotes...
 

Fred_79

Un rocher! où ça?!
Prépas XL
Julien, et le dessin de taz ça donne quoi ? :smile:
 

Julien77

The Brain
Prépas Hardcore
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A priori, je dirai que cela doit se situer entre les deux premières solutions, à vérifier, d'ici la fin de la semaine si j'ai le temps :?
 

Fab21

Jesus Build my Crawler.
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Je vais voir pour te faire envoyer la DAO de mon gousset.
 

Julien77

The Brain
Prépas Hardcore
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Si tu as un format neutre genre IGES, STEP c'est bien sinon un format CATIA, PARASOLID X_T, DWG, ...
 

Fab21

Jesus Build my Crawler.
Partenaire Forum
OK, c'est partie.
Sinon, pour la dimension des dit gousset, c'est 120x120 que j'ai demandé.
Pour la surface par rapport a dave, je me suis fait avoir par le petit chanfrein !! :roll: :roll: :roll:

120x120, ca peut parraitre gros, mais je pense que c'est un mal nécessaire du a la croix de malte...

Vas y julien, fonces, j'suis curieux de voir si mes calculs (très savant :mrgreen: :mrgreen: :mrgreen: :mrgreen: :mrgreen: ) sont completement bidon ou pas :roll:

Ah oui, une derniere question, t'as pris quoi comme acier dans tes calculs, au niveau de la résilience ? L'un comme l'autre, on travail avec de E35, donc 350MPa environ.
Je suis curieux de savoir si l'utilisation d'un acier plus resistant (genre 800MPa ferait une différence au niveau du gousset. Clairement sur la courbure du tube, mais sur les contraintes du goussets ???
 

Julien77

The Brain
Prépas Hardcore
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J'ai bien reçu la num de ton pote et voilà ce que cela donne :
fig_tu14.png

La rigidité augmente avec 190% du raccord sans gousset (mais le gousset est plus grand avec 120x120 et un rayon de 155mm)
La contrainte reste quand même légèrement plus elevée que le gousset Dave74 avec 168 MPa, sans être très loin.
Ce nouveau gousset fait environ 328 g

gousse10.jpg

La croix de Malte ne génère pas trop de concentration de contrainte malgès des angles très vifs, mais il faut dire qu'elle est placée dans une zone peu contrainte.

gousse11.jpg

Voilà c'était juste une comparaison qualitative, car bien sur cela dépend de la conception globale de l'arceau et des efforts réellement appliqués...
 

The Bargeots

Jesus Build my Crawler.
Membre du personnel
Administrateur
C'est enorme, comprends mieux comment on arives a concevoir des construction enormes sans que ça se petes la gueule :mrgreen:
 

Fab21

Jesus Build my Crawler.
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Excelent, j'adore !
Et je trouve que le rendu est plutot esthétique :mrgreen: :mrgreen: :mrgreen:

Ya juste un truc qui me chagrine dans tes calculs.
Tu vas dires que je suis chiant, mais quand même...
Tu as bien modélisé le cordon de soudure entre les 2 tubes, mais pas celui qui sera entre le gousset et les tubes.
Et je pense que c'est dommage, car aussi bien dans le cas de dave que dans mon cas, ca changerait encore la donne.
D'ailleur, je pense même que ca serait particulierement efficace chez dave pour supprimer une grande partie de la contraite au point de jonction inférieur !!!

En tous cas merci mon pote, c'est pationnant !!!

Bon, j'ai vu que le facteur était passé hier, et que j'ai un colis a aller chercher à la poste... A mon avis, ca serait bien les goussets :mrgreen: :mrgreen: :mrgreen:
 

Julien77

The Brain
Prépas Hardcore
VIP
Tu as raison, la modélisation du cordon va changer les choses, mais pour la comparaison c'est suffisant, la forme plus progressive sera toujours la meilleure...

Pour moi un gousset ne peut servir que pour des parties non triangulées de la cage, sinon cela ne sert à rien, sauf esthétiquement bien sur :mrgreen:
 

Fab21

Jesus Build my Crawler.
Partenaire Forum
Oui, je suis d'accord avec toi.
Dans mon cas, ils sont principalement la pour le decors, parceque coté triangulation :mrgreen: :mrgreen: :mrgreen:

J'en ai mit aussi par endroit pour renforcer la liaison entre les pieces. Par exemple la ou j'ai été obligé de manchonné suite a la decoupe de mon ancien plafond. Ca permet d'avoir un peu plus de cordons de soudure pour palier à la découpe.
Aussi pour la liaison entre les tubes de la cage et le chassit echelle. Les goussets me permette d'avoir d'avantage de surface de contacte entre les 2, et donc renforce le montage.

Enfin, ceux que j'ai mit sous mes ailes, c'est parcequ'il n'y a pas de triangulation a ce niveau :wink:

Merci encore julien, c'était top tous ca :twisted:
 

John2a

J'ai peur un trottoir!
Prépas XL
salut :biggrin: je vais rien apporter au sujet mais je dis bravo ! très belle modelisation et demonstration!
comme certains l'on deja marqué, ce soir moi aussi je vais me coucher bcp moins con !
je pensais pas qu'il y aurait autant de diference mais maintenant je ferais attention quand je confectionne quelque chose.
merci
 

Kodack

Là où on va y'a pas de routes.
Prépas Hardcore
Je viens de tomber sur ce post. Bravo, c'est le genre d'info qui fait avancer le sport, vraiment chapeau!

Julien77, est-ce que tu fréquentes toujours le site régulièrement? J'aurais une idée à faire analyser pour la conception de tirants...?
 

Julien77

The Brain
Prépas Hardcore
VIP
Kodack a dit:
Je viens de tomber sur ce post. Bravo, c'est le genre d'info qui fait avancer le sport, vraiment chapeau!

Julien77, est-ce que tu fréquentes toujours le site régulièrement? J'aurais une idée à faire analyser pour la conception de tirants...?
Salut Kodack,

Oui, je suis là régulièrement :mrgreen:
Si je peux t'aider, pas de problème, j'envisage de toute façon de faire un sujet sur le dimensionnement des tirants, il me manque un peu de temps pour faire un truc bien, en plus je démarre bientôt un petit proto :twisted:

Si tu veux m'envoyer des documents (plans, schémas,...) je peux te communiquer mon mail par message privé.
On en fera profiter tout le monde après bien sur.

A+, Julien
 

Nitro

Là où on va y'a pas de routes.
Prépas XL
je me pose une question est-ce que faire des renforts en forme de croix ne serais pas une bonne solution ?
ça permettrait de répartir les efforts sur deux point d'extrémités, enfin je pense je n'y connais pas grand chose mais c'est ma réflexion du soir :mrgreen: comme je vais en faire sur mon futur arceau je m'y intéresse de près.
bon une image pour mieux comprendre ce qu'il dit le gars :mrgreen:

bien sur rien est à la côte ni parallèle mais c'est pour le principe, et ho pas évident de manipuler le machin quand on as pas l'habitude :? :gne:
 

Macfun

Couteau entre les dents!
Prépas XL
Militant Pirate4x4
Qu'en est-il d'un gousset plus fin et placé sur le côté ?
Voire un de chaque côté ... (oui je sais ce n'est pas moi qui soude ...)
Comme ça (à droite) :
100_5178.jpg
 

Fichiers joints

Fab21

Jesus Build my Crawler.
Partenaire Forum
En fait, j'ai un peu changer ma vision de l'utilité d'un gousset...
Sur ta photo macfun, le gousset n'apporte, a mon avis, pas grand choses a la rigidité de la cage. C'est certainement plus solide, ca c'est sûr, mais je pense pas que ca soit utile.
EN REVANCHE, il apporte d'avantage de points de contact entre le chassie et les tubes.
La soudure est toujours le point faible, surtout entre un tube et un longeron.
Le fait d'ajouter du gousset, plus que de rigidifié la structure, apporte une assurance supplémentaire sur la qualité de la jonction entre les éléments.

Autrement dit, je pense que des goussets doivent être disposé la ou potentiellement il y a un risque de rupture de la liaison entre 2 éléments, plutôt que pour rigidifier une cage.
Donc en cas de soudure difficile, pas très accessible, manchonnage, point particulièrement exposé, etc....
Si la cage a besoin de gousset pour être rigide : C'EST QU'ELLE EST MAL CONCUT !!!

T'en penses quoi julien ?
 

Julien77

The Brain
Prépas Hardcore
VIP
ça en est ou ? :twisted:
t'inquiètes, cela avance plus vite que le tien :lol:

En fait, j'ai un peu changer ma vision de l'utilité d'un gousset...
Sur ta photo macfun, le gousset n'apporte, a mon avis, pas grand choses a la rigidité de la cage. C'est certainement plus solide, ca c'est sûr, mais je pense pas que ca soit utile.
EN REVANCHE, il apporte d'avantage de points de contact entre le chassie et les tubes.
La soudure est toujours le point faible, surtout entre un tube et un longeron.
Le fait d'ajouter du gousset, plus que de rigidifié la structure, apporte une assurance supplémentaire sur la qualité de la jonction entre les éléments.

Autrement dit, je pense que des goussets doivent être disposé la ou potentiellement il y a un risque de rupture de la liaison entre 2 éléments, plutôt que pour rigidifier une cage.
Donc en cas de soudure difficile, pas très accessible, manchonnage, point particulièrement exposé, etc....
Si la cage a besoin de gousset pour être rigide : C'EST QU'ELLE EST MAL CONCUT !!!

T'en penses quoi julien ?
Tu as parfaitement raison Fabrice, dans le cas d'une triangulation, le gousset ne sert à rien, par contre il est utile pour les ouvertures rectangulaires qui sont très sensibles au fléchissement des coins :
fab21_10.jpg
 

Fichiers joints

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