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Calculer tension cable par une valeur de fleche due à une charge

Posté par
jamatiti
23-12-14 à 09:53

Bonjour.
je cherche desepérément la formule pour calculer la tension des haubans de mon voiliers.A partir de la distance de fleche due à l'application d'un effort lateral sur le hauban (peson ou masse au bout d'une poulie).
(On peut le voir comme une corde à linge avec un élément pendu en un endroit)

Données concretes par exemple :
-Longueur totale hauban 5m
-Effort de 10 DaN appliquée à 1,5m du point d'attache sur le pont.
-Fleche consequente à l'effort lateral 40mm
Quelle formule donne la tension du hauban à l'origine ?

Je vous remercie par avance.
Cordialement

Posté par
gbm Webmaster
re : Calculer tension cable par une valeur de fleche due à une c 23-12-14 à 11:47

Salut,

Peux-tu commencer par schématiser la situation stp ?

Posté par
jamatiti
schema en piece jointe 23-12-14 à 19:21

bonsoir
Ce sera effectivement plus clair
Cordialement

Posté par
LeDino
re : Calculer tension cable par une valeur de fleche due à une c 23-12-14 à 19:44

Bonsoir,

A priori, une force F appliquée sur une corde en équilibre va déplacer le point d'application, créer une rupture de pente et engendrer deux surtensions T1 et T2 de part et d'autre, égales en module mais avec des directions différentes. On peut donc calculer cette surtension comme dans le problème des trois forces... grâce à l'angle entre les tensions au point considéré et connaissant F.

Mais si le câble a une certaine raideur à la flexion, le problème semble plus complexe et demande peut-être à considérer le comportement des matériaux...

Sous toutes réserves (n'ayant que des données partielles)...

Posté par
jamatiti
Désolé 23-12-14 à 19:45

Désolé je n'arrive pas, et je ne sais pas faire  : un schema ok , mais photo jpg de moins de 80Ko je ne sais pas. Je vais voir un forum pour ça d'abord.

Cordialement

Posté par
jamatiti
Merci , mais plus simplement ? 23-12-14 à 19:58

Merci beaucoup Le Dino. Mais ma formation c'est mon CAP d'electricien batiment passé il y a 44ans.
Il me faut du basique sinon je ne comprends rien.

Simplement : je prend une corde à linge
- Attachée au poteau de droite.
- A gauche la corde passe dans une poulie dans le poteau avec un poid de x pour que la corde soit tendue.
Dans ce cas la raideur des poteaux et de la corde devient negligeable.
.
je mets une masse en un endroit de la corde tendue et je mesure la fleche.

je connais donc les longueurs, la fleche et la valeur de la masse.je cherche la masse x.
Cordialement

Posté par
jamatiti
Reussi pour le dessin 23-12-14 à 23:45

Vous pouvez voir piece jointe. Zut! elle n'est pas dans le bon sens.

Merci d'avance
Bonne soirée

Reussi pour le dessin

Posté par
LeDino
re : Calculer tension cable par une valeur de fleche due à une c 24-12-14 à 01:34

Je précise que le problème réel est plus complexe que la variante simplifiée que je vais donner.
Je ne suis pas professeur ni expert en physique.
Mes études d'ingénieur remontent à 30 ans, et je n'ai pas pratiqué la mécanique depuis...
Je crois néanmoins que mon modèle tient la route.
Peut-être que d'autres que moi donneront leur avis et corrigeront ou complèteront ma réponse.

---
En théorie il faudrait modéliser l'intégralité du système en identifiant les parties "rigides", les parties "élastiques", les degrés de liberté... en considérant le système un peu comme un comme un "arc" (pour décocher des flèches ...).

En simplifiant dans un premier temps, on peut imaginer deux cordes de poids négligeables sans tension autre que celle due à la force  F  latérale exercée. On peut alors résoudre le problème à trois forces, avec une tension  TA  le long de la corde du bas, une tension  TB  le long de la corde du haut et la force  F  horizontale exercée par le poids accroché.

A l'équilibre :  F + TA + TB = 0

Géométrie :

a = 1.5 m
b = 3.5 m

On suppose le hauban quasiment vertical au départ, ou ce qui est équivalent, qu'on exerce une force F perpendiculaire au hauban (même si celui-ci est légèrement incliné par rapport à la verticale).
En projetant et en identifiant les sinus des angles entre les cordes et la position initiale du hauban à  x/a  et  x/b,  et les cosinus à  1  (car  x  est très petit)... il vient après simplification :

\boxed {  TA \simeq TB \simeq T = \dfrac{F}{\frac{x}{a}+\frac{x}{b}} \simeq 26 F  }

La force F de 10 DaN est donc multipliée par 26.

Dans le cas d'un câble en pré-tension, on peut supposer que F engendre une surtension égale à T calculée plus haut.
Pour "sentir" ce qui se passe, il est raisonnable de penser que le système bateau + mât va se déformer élastiquement pour donner un peu de "mou" au câble (en principe difficilement étirable, donc moins élastique que la structure), pour se ramener au cas simple des deux cordes.

La formule donnée plus haut restera valable pour x << a = 1.5m
Donc pour x = 10 cm voire un peu plus ça colle encore bien.

NB: cette "démultiplication" est parfaitement logique.
A partir du moment où x est très faible, alors TA et TB restent proches de la direction initiale du hauban, et de ce fait il faut une tension très forte pour que la projection horizontale de TA et TB compense F.

Posté par
J-P
re : Calculer tension cable par une valeur de fleche due à une c 24-12-14 à 09:47

Il existe des jauges prévues pour ce type de mesure.

Je n'aime pas faire de la pub ... va cependant voir par exemple ici :

Posté par
jamatiti
Calculer tension cable par une valeur de fleche due à une charge 24-12-14 à 17:16

Bonjour et grand merci.
JP : Les tensiometres pour les courroies automobiles, ou pour les haubans de bateau utilisent ce principe.Mais si je peux faire ainsi ce sera moins cher.

Le Dino : Grand merci pour ton attention et ce travail d'analyse.
Tu as en principe raison : Il faudrait connaitre la raideur de l'ensemble pour etre precis.
Je ne suis pas capable d'ecrire et de resoudre les equations mais : il me semble que si je fais 2 mesures (soit à 2 endroits differents, soit à 2 efforts lateraux differents), je devrais pouvoir deduire la raideur  en considerant faussement dans un 1er temps le calcul une poulie comme sur le schéma donc raideur à 0. L'ecart de cohérence entre les 2 resultats sera une donnée permettant de calculer la raideur.Ainsi de recalculer le syteme complet.
Merci beaucoup
et Joyeux Noel



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