RDM dimensionnement plaque acier

  • Auteur de la discussion aurelienm02
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A
aurelienm02
Nouveau
29 Juin 2014
19
  • Auteur de la discussion
  • #1
Bonjour, je me permets de solliciter votre aide, je cherche à dimensionner une plaque d'acier de 500mm de largeur par 600 mm de hauteur, plus précisément à connaitre son épaisseur minimale pour ne pas dépasser le domaine élastique.
Je suis en train de créer un compacteur à ordures ménagères industriel, celui ci disposera d'une force de 50 tonnes, cette force sera appliquée par l'intermédiaire d'un vérin hydraulique au centre de la tôle à dimensionner, le vérin hydraulique à une diamètre d'appui sur la tôle égal au diamètre de sa tige qui est de 60mm.



Le problème étant que je ne connais pas la force de résistance des ordures ménagères qui seront derrière la tôle, si je me place dans le pire des cas, je pose les conditions au initiales suivantes :



- Ma tôle est fixée sur ses extrémités (sur ses épaisseurs des 4 cotés)



Dans ce cas , je ne sais pas trop comment calculer l'épaisseur de la tôle, malgré des simulations numériques a l'aide de SOLIDWORKS, je peine a trouver des résultats "fiables" ...



Pouvez vous m'aider a avancer sur ce point ?
En vous remerciant
 
gégé62
gégé62
Compagnon
26 Fev 2013
2 918
Harnes (Pas de Calais)
bonjour,
c'est un calcul de plaque, donc bien sûr pas très accessible au calcul manuel.
Je te donne deux formules trouvées dans mon formulaire Jacques Muller (une mine d'or). Toutefois je ne peux m'en porter garant.

plaque rectangulaire en appui simple sur son périmètre et plaque circulaire en appui libre aussi sur le tour. Si tu prends un disque de 600 mm de diamètre, ça doit faire une approximation valable, à titre de comparaison avec le premier calcul.
les valeurs de n n'ont qu'un intérêt limité car le rapport r/r est toujours >=10, dommage, ce serait plus intéressant pour r' plus grand, car sa prise en compte lui donnerait plus d'importance. Mais dans ton cas tu peux prendre r/r'=10.

Charge= 60000 daN
Contrainte t= valeur que tu ne veux pas dépasser, par exemple 16 daN/mm2 pour un acier E24

je te laisse faire le calcul, fais signe en cas de problème. Voir la pièce jointe IMG.pdf
 
A
aurelienm02
Nouveau
29 Juin 2014
19
  • Auteur de la discussion
  • #3
Merci gégé62 pour ce beau formulaire !!

Meme si les formules ne sont pas garanties, c'est déjà une bonne piste ^^
Pour la grosse plaque en prenant tes paramètres, je trouve une épaisseur mini de 50mm, en sachant que c'est la contrainte qui limite et pas la flèche, avec 50mm, je trouve une flèche infime >0.005mm, et un contrainte quasiment égale a 16 Dan, environ 15.8 Dan.

Pour le tube de poussée la ça se complique un peu, avec un n de 1.137, je trouve une épaisseur mini de 69mm, et une déformée de 1 mm, ca commence a faire ...

Je me demande si j'ajoute des "ailettes" de renfort sur l'arriere ,soudées, peut être que ça réduirait les efforts, mais ca ne changerait pas le problème du vérin sur la plaque.
Je ne pensais pas être embêté a ce niveau la mais plutôt avec la plaque en elle même, et non pas avec la tige du vérin sur la plaque.

Je vais repenser tout ca, en tous cas je te remercie de ton aide précieuse et très rapide !!
 
dubleu
dubleu
Compagnon
1 Fev 2016
4 315
salut je ferais une étoile 6 branche certaine presse en sont équipé afin de reporté les forces sur la totalité de la plaque ou genre patin de grue de levage 300 t

il va te falloir faire un coffrage costaud afin qu'il ne ce déforme pas tu peut regardé et mettre a l'échelle certain compacteur actuel pour le carton
 
A
aurelienm02
Nouveau
29 Juin 2014
19
  • Auteur de la discussion
  • #5
Désolé de ne pas avoir eu le temps de répondre hier !!
Pour la plaque grace a gégé62, j'ai déjà des valeurs, donc je vais tester avec solidworks pour obtenir les mêmes valeurs (la taille du maillage a une importance énorme sur les résultats, grâce a ca je vais savoir a quelle taille mailler par déduction).
Pour le châssis, j'ai déjà fais une étude, je suis parti sur un châssis en UPN de 100, comme celui ci, d'après solidworks encore une fois, il ne dépasse pas la contrainte maxi ni l'allongement maxi, enfin ca reste a vérifier quand même avant de construire.
Je vais devoir faire gaffe aux soudures !
IMG_2194.JPG
IMG_2195.JPG
 
gégé62
gégé62
Compagnon
26 Fev 2013
2 918
Harnes (Pas de Calais)
il est vrai que j'ai répondu strictement à la question posée: comment faire le calcul de plaque. Mais comme il s'agit d'une flexion, il serait mieux (=moins lourd) d'avoir des renforts derrière, par exemple en étoile (rayonnant depuis le centre) comme déja dit par dubleu. Une méthode consiste à disposer un cylindre au milieu (ou un tube) d'où partent les renforts rayonnants.
Par contre le calcul est encore plus difficile.....et devient inaccessible en manuel. Une méthode plus pragmatique serait de "piquer" les dimensions d'une plaque d'une machine existante, faire une correction pour tenir compte de la taille et de la force qui ne seraient évidemment pas identiques, et prendre un peu de marge de sécurité.
 
Dernière édition:
A
aurelienm02
Nouveau
29 Juin 2014
19
  • Auteur de la discussion
  • #7
Oui je pense que c'est ce qu'il faudra faire, le poids n'est pas vraiment un problème mais la principale difficulté sera de trouver les pièces, surtout dans ces épaisseurs, la plaque avec les renforts devrait faire 30 mm d'épaisseur au minimum et devra être ajusté a la tôle, le châssis sera composé d'UPN, mais il y aura aussi une tôle, d'une épaisseur de 4 ou 5 mm pliée, la plaque de 30 mm coulissera a l'intérieur, avec pas mal de jeu, mais tout de même, il ne faudrait pas que cela fasse un arc boutement.

Il faut que je trouve une société capable de plier de la tôle de 5mm d'épaisseur en acier avec une longueur de plis d'environ 1000 mm, et qu'elle soit aussi capable de découper de la tôle de 30 mm au laser, le top serait qu'elle me fasse les plis et qu'elle découpe la tôle en fonction des plis qu'elle a réalisé, je ne suis pas a 1cm près sur la largeur ou la hauteur, du moment que la tôle pliée correspond a la tôle de 30 mm d'épaisseur, histoire que je n'ai pas a découper 600 mm de hauteur ou 500 mm de largeur sur 30 mm d'épaisseurs ...

Des idées sur les entreprises capable de faire ca ?
ps : je suis proche de Reims
 
A
Alex31
Compagnon
31 Août 2014
1 971
12350 et 31200
Bonjour

il me semble que tu devrait aussi prendre en compte le pire cas défavorable

si bloquage/coincement dans un angle, les 50 tonnes seront appliqués dans cet angle

je te déconseille de prendre un vérin avec extrémité de tige filetté
prend une tige lisse avec sur longueur, et bride toi directement sur la tige

j'avais conçu une machine d'emballage sur le même principe, sinon on cassait la tête de la tige en cas de blocage

il faut ,également, vérifier la flexion/contrainte sur la tige en cas de blocage en debut ET en fin de course

tu peux aussi t'inspirer d'une fendeuse horizontale de 50T
 
A
aurelienm02
Nouveau
29 Juin 2014
19
  • Auteur de la discussion
  • #9
Oui tu as raison, de toutes façon le vérin dont je dispose est lisse, je pensais faire un "centrage" sur la tige avec du rond de forte épaisseur sur bien 10cm, la tige dans le rond avec peu de jeu et le rond épais soudé au centre de la plaque, une simple goupille pour le retour, il n'y aura pas énormément d'effort dans ce sens, il faudra simplement ramener la plaque. De la peut partir l'Etoile et la hauteur de l'Etoile dépendra de la longueur du centrage puisqu'elle sera soudée sur ce rond de centrage. Je n'ai pas de photo de la plaque mais j'en posterai ce soir !

Pour la tige je ne suis pas trop inquiet, même si ca bloque dans un seul coin, les ordures forment un sorte de bloc derrière, la pression sera repartie, une fendeuse est guidée, moi juste posé mais j'avais déjà prévu de rajouter des patins de guidages soudés au bord de la tole de 30 sur les 3 coté en contact avec le U en tôle pliée pour empêcher le broutement, a partir de la, la tige ne sera jamais sollicité autrement qu'en traction enfin surtout compression, mais très peu de flexion je pense.
 
gégé62
gégé62
Compagnon
26 Fev 2013
2 918
Harnes (Pas de Calais)
découper de la tôle de 30 mm au laser
je pense que le laser est limité à 12 / 15 mm, au-delà c'est le plasma. Et pour une telle épaisseur (30) l'aspect du chant ne sera pas terrible, ni parfaitement perpendiculaire.
Un autre pb peut-être c'est que ceux capables de couper de telles épaisseurs sont spécialisés dans la découpe et ne feront pas forcément le pliage, mais peut-être trouveras-tu quand même, il faut chercher.
 
A
aurelienm02
Nouveau
29 Juin 2014
19
  • Auteur de la discussion
  • #11
C'est bien ce que je me dirais aussi, j'ai vu des sites spécialisés mais rarement de sites qui font les 2.
Il y a bien metalaladecoupe en ligne qui pourrait le faire, je dois me renseigner, je vais les appeler.

Pour la tôle, si je mets 2 tôles de 15, bien découpées, est ce que ca revient au même que une de 30 ?? (je pense pas mais bon)

Et si je vais encore plus loin, que je place une tôle de 15 mm d'épaisseur de 600 par 500 pour faire ma plaque de poussée et qu'au milieu j'en soude une de 250 par 300 mais qui fait 20 ou 25 d'épaisseurs, est ce que c'est mieux ? Vu que le problème vient de la tige du verin et non pas de la plaque sur les extérieurs
 
A
aurelienm02
Nouveau
29 Juin 2014
19
  • Auteur de la discussion
  • #12
Une autre question, cette fois ci, cela concerne la porte, je vais en faire une avec de l'UPN et de la tôle soudée, la résistance n'est pas le problème ici, elle sera sur une charnière d'un coté, réalisée avec du tube de diamètre 30 plein et un tube creux a l'extérieur autour de celui ci d'un diamètre supérieur, j'ai déjà fais les calculs ca passera a ce niveau la.
Elle sera maintenue fermée par un vérin a gaz et ca sera le vérin de compression qui poussera la porte par l'intermédiaire des déchets, le soucis étant que j'ai besoin de verrouiller cette porte durant la compression, et je ne sais pas trop comment faire.
J'ai pensé a faire traverser des tubes ronds pleins de diamètre 30mm dans la largeur, 2 ou 3 et de les faire dépasser d'un coté, avec un système sur le coté qui viendrait descendre avec des gorge dans les tubes, ca pourrait s'automatiser avec un vérin électrique, qui ne supporterait pas de charge, mais qui se contenterait uniquement de descendre la plaque usinée pour venir bloquer les tubes ronds.


Mais cela semble chers et compliqué a mettre en ouvre
Vous avez d'autres idées ?
 
P
PGL
Compagnon
29 Sept 2014
1 325
Toulouse
A l’arrière de la presse je mettrais plutôt du profil IPE ça resiste mieux à la flexion.
 
A
aurelienm02
Nouveau
29 Juin 2014
19
  • Auteur de la discussion
  • #14
Oui exact, tu as raison, donc d'un coté cet IPE sera soudé a la charnière, et la tôle soudée sur cet IPE, pour faire une forme de H derrière la tôle, histoire qu'elle ne plie pas, mais je me retrouve avec de l'autre coté, 2 bout d'IPE a bloquer pour ne pas que la porte s'ouvre pendant la compression, comment je peux faire ca ?
Qui plus est l'automatiser a peu près simplement, parce que j'envisage de lancer des cycles, j'ai un automate, j'ai déjà fais la table élévatrice complète et le cycle sera montée de la table, compression ouverture porte éjection, fermeture porte retour vérin compactage descente de la table.

En sachant que quand je dis ouverture et fermeture porte c'est plutôt lockage et delockage de la porte puisque c'est le même vérin qui va compresser et pousser les ordures dehors, la porte sera maintenue fermée par un vérin a gaz et suivra donc le mouvement du gros vérin de compression.
Il faudrait un système de verrou sur les IPN de préférence électriques avec un actionneur ou autre mais je vois as comment bloquer des IPE
 
gégé62
gégé62
Compagnon
26 Fev 2013
2 918
Harnes (Pas de Calais)
si je mets 2 tôles de 15, bien découpées, est ce que ca revient au même que une de 30 ?? (je pense pas mais bon)
ton instinct a vu juste, ce n'est pas du tout pareil. Deux tôles empilées vont voir leur résistance doubler, sans plus, car il y a glissement possible entre les deux. Pour profiter de l'inertie que donnerait une double épaisseur, il faut que les deux puissent se comporter comme une seule d'épaisseur double, c'est à dire être parfaitement solidaires, comme soudées l'une à l'autre. A dire vrai, si on arrivait à les souder sur leur pourtour, mais avec un gros, très gros, cordon de soudure, ça pourrait marcher, car si ça ne glisse pas dans les bouts, ça ne glissera ailleurs. Mais il faut que cette soudure résiste à la contrainte de cisaillement importante qui aura lieu (et qui "voudrait les faire glisser l'une sur l'autre").
Si tu mets une planche sur 2 cales et tu montes dessus, il y aura une flèche. Si tu ajoutes une seconde planche identique, la flèche sera de moitié, que les planches soient empilées ou cote-à-cote. Si tu cloues solidement l'une à l'autre les deux planche empilées , surtout bien solide dans les bouts, la flèche sera divisée par 8 car l'inertie d'une poutre 2 fois plus épaisse est multipliée par 8. Attention, la contrainte maxi, elle, n'est divisée "que" par 4.

pour une plaque, c'est un peu plus compliqué(*) mais ça va dans le même sens.....
(*) car le problème est "hyperstatique" les calculs sont complexes et je ne saurais les faire....
 
A
aurelienm02
Nouveau
29 Juin 2014
19
  • Auteur de la discussion
  • #16
Merci pour cette explication !!
C'est bien plus clair.

Quelques photos du projets pour mieux comprendre, j'ai dessiné la porte ce soir !
fixations portes.png
portes ouvertes.png
renforts.png
Sans titre.png
 
A
aurelienm02
Nouveau
29 Juin 2014
19
  • Auteur de la discussion
  • #17
il y aura un verin électrique sur les 2 axes de fermeture de la porte quand il rentre les 2 s’ouvrent et quand il se ferme, ça condamne la fermeture
 
dubleu
dubleu
Compagnon
1 Fev 2016
4 315
ça devient concret pour le guidage je serai plus pour des galet ou rouleau comme pour une presse petit ballot


tu veut simplement réduire le volume ou compacté serré

ce sera pour quelle type de déchet
 
A
aurelienm02
Nouveau
29 Juin 2014
19
  • Auteur de la discussion
  • #19
À vrai dire j'attends de voir ce que ça peu donner, je sais pas trop à quoi m'attendre.
Dans l'idéal il faudrait compacter serrer mais je ne sais pas si j'aurai austère de 60 tonne sur une plaque de 50cm par 50cm.
J'ai déjà construit la table élévatrice qui va dessous de toutes pièces, j'ai tout usine et elle fonctionne parfaitement sans jeu de quoi que ce soit, du coup j'avance petit à petit.

Mes parents sont à leur compte, et on paye au bac de devhet, si j'arrive à réduire 5 fois ça coûtera 5 fois moins chers donc c'est vite rentabilisé.
La table fonctionne avec le même groupe hydraulique que le vérin de compactage, donc ça reste compacte et la table peut aussi servir pour l'entretien des machines, que des avantages.
En plus de ça ça me plaît et je complète mes études c'est vraiment sympa.

Je donnerai des nouvelles dû projet si ça intéresse
En tous merci pour votre aide à tous :)
 
dubleu
dubleu
Compagnon
1 Fev 2016
4 315
tous dépend du déchet certain pourrais être broyé et ensuite compacté cela demande moins de contrainte
 
gégé62
gégé62
Compagnon
26 Fev 2013
2 918
Harnes (Pas de Calais)
Ah, ça parle mieux !
Beau projet, j'espère que tu iras au bout, ça semble bien parti :wink:

petites remarques au vu de tes dessins, à toi de juger si elles sont justifiées :
- renforcement de la plaque de poussée. Je verrais bien des renforts un peu plus hauts et un peu plus épais (du moins à vue de pif...). Les deux goussets qui servent de guidage pourraient être en même temps reliés au tube central pour constituer le renfort médian principal, au lieu que là, il y a une "solution de continuité" (autrement dit il n'y a pas continuité). On peut aussi ajouter deux renforts médians dans l'autre sens. Cela ferait donc une étoile à 8 branches au lieu de 4. D'une façon générale, plus il y aura de renforts, meilleur sera le résultat en terme de bonne utilisation de la matière. Après c'est une affaire de compromis.
- les fers U longitudinaux ne travaillent pas dans le meilleur sens, pour la résistance à la flexion ("mise en tonneau" de la machine). Mais c'est vrai que c'est le plus facile au niveau encombrement et contruction.
- ne serait-il pas bien de prévoir une petite dépouille régulière sur l'ensemble, soit un jeu de coulissage qui va en augmentant au fur et à mesure de la compression, de façon à faciliter l'avancement de la matière, à la fois pendant le compactage et pour sortir le bloc par la trappe. Je parle de quelques mm tout au plus, pas d'une forme "en trompette"....
- au niveau fonctionnement, pourrait-il y avoir une détection de la mise de travers de la plaque, pour arrêter l'hydraulique avant qu'il puise y avoir un dégat ? Ou plus simplement n'autoriser la plus forte pression hydraulique que quand le compactage est déja bien avancé en longueur. Ça c'est plutot à voir ensuite....
en tous cas bravo pour cette conception qui parait saine dans l'ensemble.
 
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