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Calcul de force

Posté par
Ocin35
14-01-24 à 22:09

Bonsoir,
Ayant quitté l'école il y a bien longtemps maintenant et dans le cadre d'un projet "bricolage", je vous sollicite n'ayant pas les compétences pour résoudre le problème suivant illustré ci-dessous.

Depuis un support fixe incliné à 20,5°, je dois faire lever et descendre un panneau d'environ 20kg depuis une charnière en partie basse (rond bleu).
Je prévois le mouvement de ce panneau via un vérin électrique (trait rouge - vitesse 10mm/s) fixé en bas à mon support fixe et en haut à 2 barres (traits verts) de 50 cm de long, l'une fixée au support, l'autre à la partie haute du panneau.
Nota: ces barres car mon vérin électrique mesure 42cm replié et 72cm déplié.
Plus le vérin s'allonge plus la distance entre le trait rouge et les traits verts s'agrandie et inversement.
Je recherche le résultat et la démonstration me permettant de connaître la force (N) appliqué par le vérin pour lever et descendre mon panneau. Je ne sais pas si cette force est homogène?

Si mon problème vous intéresse et qu'il manque des données, je vous les communique.

Merci

Calcul de force

Posté par
thetapinch27
re : Calcul de force 14-01-24 à 22:54

Bonsoir,

Les schéma n'est pas clair pour et le mécanisme est figé si on interprète ton dessin au sens "littéral". Il serait préférable que tu adoptes des conventions rigoureuses dans la représentation des différentes liaisons mécaniques.

Avant de lancer des calculs, peux-tu répondre à ces questions :
Doit-on interpréter que :
1- la jonction entre les "segments verts" et le "segment" rouge est un pivot à 3 éléments ? C'est à dire que les segments verts ne constituent pas un bloc monolithique ?
2- Le segment vert supérieur est-il bien en pivot avec le panneau à son autre extrémité ?
Et donc le principe est que, le vérin rouge, en changeant de longueur, ouvre ou ferme le "ciseau" formé par les 2 barres vertes, en poussant à leur point de jonction ? Est-ce bien cela ton intention ?

Si c'est cela, les efforts dans le vérin seront considérables lorsque le panneau sera dans la position représentée (faible ouverture entre les segments verts : 8.9°). Sans faire de calcul, l'effort sera proportionnel à 1/sin(4.45°)13 fois la moitié du poids du panneau : donc à la très grande louche ton vérin il  voit pas loin de 130 kg en statique. Et c'est sans parler du fait que le châssis du panneau (solaire ?) va subir un effort de traction de 130kg.
Je ne suis pas mécano mais je pense qu'il est possible d'optimiser la structure, ne serait-ce qu'en jouant sur le positionnement des points d'accroche (ou en changeant d'approche).

Posté par
Ocin35
re : Calcul de force 15-01-24 à 20:57

Bonsoir,
merci pour votre réponse


es schéma n'est pas clair pour et le mécanisme est figé si on interprète ton dessin au sens "littéral". Il serait préférable que tu adoptes des conventions rigoureuses dans la représentation des différentes liaisons mécaniques = > désolé je n'ai pas les compétences pour cela

Avant de lancer des calculs, peux-tu répondre à ces questions :
Doit-on interpréter que :
1- la jonction entre les "segments verts" et le "segment" rouge est un pivot à 3 éléments ? C'est à dire que les segments verts ne constituent pas un bloc monolithique ? oui exact
2- Le segment vert supérieur est-il bien en pivot avec le panneau à son autre extrémité ? oui exact
Et donc le principe est que, le vérin rouge, en changeant de longueur, ouvre ou ferme le "ciseau" formé par les 2 barres vertes, en poussant à leur point de jonction ? Est-ce bien cela ton intention ? oui exact

Si c'est cela, les efforts dans le vérin seront considérables lorsque le panneau sera dans la position représentée (faible ouverture entre les segments verts : 8.9°). Sans faire de calcul, l'effort sera proportionnel à 1/sin(4.45°)13 fois la moitié du poids du panneau comment arrives-tu à cette conclusion? : donc à la très grande louche ton vérin il  voit pas loin de 130 kg en statique (1300N env.?). Et c'est sans parler du fait que le châssis du panneau (solaire ? bien vu!) va subir un effort de traction de 130kg. il sera fixé sur un châssis en aluminium constitué de tube carré 35x35x2mm
Je ne suis pas mécano mais je pense qu'il est possible d'optimiser la structure j'y ai réfléchit mais étant posé sur une toiture ardoises??, ne serait-ce qu'en jouant sur le positionnement des points d'accroche (ou en changeant d'approche).

un vérin électrique de 1300N ne coûte pas une fortune (env. 50€). je suis donc partant pour une explication mathématique de la force que doit appliquer le vérin pour ce type de montage avec votre accord en espérant que cela ne vous demande pas trop de temps,
S'il vous plaît
merci

Posté par
Ocin35
re : Calcul de force 15-01-24 à 21:27

Bonsoir,
est-ce que l'idée d'un vérin directement fixé au panneau amovible nécessiterait moins d'effort au vérin selon vous? (suppression du ciseau vert)
merci

j'ai pensé également à un petit treuil électrique avec 2 poulies mais l'effort sur les poulies va être très important et à la longue je crains que le système ne cède

cordialement

Posté par
Ocin35
re : Calcul de force 15-01-24 à 21:59

Bonsoir,
Le principe ci-dessous demanderai peut-être moins d'effort au vérin?
l'inconvénient étant que le panneau est éloigné que la toiture (15,4cm dans mon exemple),
cela risque d'augmenter la prise au vent?

pour le calcul de force du vérin, faut-il calculer comme suit:
(poids du panneau x lg de vérin) / distance accroche vérin/charnières? soit (20kg x 42cm)/15,4cm = 54,5kg = 550N?

merci de votre avis
cordialement

Calcul de force



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