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Calcul contrepoids porte à faux
Bonjour à Tous,
J'ai une structure mécanique formée par 2 poutres en acier, les deux poutres sont parallèles entre elles (1m entre les deux) et elles sont relier à l'intérieur par barres. Le longueur des poutres est de 5m.
Cette structure est posée en porte à faux sur un quai (dans un port) avec 3m sur le quai et 2m au dessus de l'eau. Cette ensemble permet de maintenir en immersion un bras mécanique.
Je souhaite calculer le contrepoids pour éviter que la structure ne tombe dans l'eau.
Merci de votre aide
Salut,
Si je comprends bien u as un cadre métallique de 5m de long et 1m de large.
Le centre de gravité se trouve au centre de cadre.
La structure ne va donc pas tomber d'elle même dans l'eau puisque la structure est sur 3 m sur le quai ce qui dépasse les 2.5 m nécessaire.
Quel est le point d'application et le poids de la charge?
Quel est le poids de la structure?
Peut-on considéré que la structure est un cadre régulier comme je l'ai fait ou il y a des points particuliers?
Bonjour Lamat et merci,
La charge est de 800Kg, elle se déplace le long d'un rail à l'extremité de la structure. Mais en fonction de sa position sur le rail le point d'application est à 20cm de l'extrimité.
Le poids de la structure est de 500 Kg.
Tu peux trouver un schema sur ce lien:
https://docs.google.com/file/d/0B2tlJtuKimS-TmtQTkN0V1R1eXM/edit?usp=sharing
la structure est representée en rouge
Merci à vous
Salut,
il serait intéressant que les dimensions dont tu parles apparaisse sur le schéma.
le cadre ne paraît pas perpendiculaire au quai de plus il paraît être plus au dessus de l'eau que au dessus du quai.
Je considère que 300 kg de structure sont sur le quai (3m sur 5 sur le quai)
Cela correspond à une masse de 300kg à 1,5 m du bord (centre de gravité de la structure sur le quai)
Il reste donc 200 kg à 1 m du bord (centre de gravité de la structure au dessus de l'eau) + 800 kg à 2m du bord
300*1.5 + contrepoids *2.5 = 200*1+800*2.5
contrepoids =(200+800*2,5-300*1,5)/2.5=700 kg
Ce résultat est obtenu dans un cas statique et sans coefficient de sécurité si on pose le contrepoids à 2.5 m du bord (centre de gravité à 2.5m).
D'habitude le coefficient de sécurité est de 2, je propose donc de mettre en contrepoids de 1400 kg si son centre de gravité est posé à 2.5 m du bord.
si la distance est réduite il faut augmenté le masse du contrepoids en respectant masse*distance=3500 kg*m
il y avait une faute de frappe
contrepoids =(200+800*2-300*1,5)/2.5=540 kg
Ce résultat est obtenu dans un cas statique et sans coefficient de sécurité si on pose le contrepoids à 2.5 m du bord (centre de gravité à 2.5m).
D'habitude le coefficient de sécurité est de 2, je propose donc de mettre en contrepoids de 1100 kg si son centre de gravité est posé à 2.5 m du bord.
si la distance est réduite il faut augmenter le masse du contrepoids en respectant masse*distance=2750 kg*m
Bonjours,
je vous remercie pour cet aide, le dessin est mal fait mais en réalité il est bien perpendiculaire au quai.
Effectivement il est plus au dessus de l'eau, car il y a un metre entre le quai et le niveau de l'eau.
Auriez vous l'amabilité de m'envoyer la methode utilisé et quel changement apporter lorsque nous sommes en dynamique.
Cordialement
Vous avez écrit :
Effectivement il est plus au dessus de l'eau, car il y a un metre entre le quai et le niveau de l'eau.
Ce n'est pas la différence de niveau qui compte, vous pouvez le voir facilement en mettant un livre sur le bord d'une table tant que plus de la moitié du livre est sur la table, le livre ne tombe pas. C'est donc le bord de la table qu'il faut utiliser comme référence.
Si on rajoute du poids au bord du livre dans le vide, il faut rajouter du poids sur la partie du livre sur la table
Il faut que la somme des moments =0 pour être à l'équilibre (un moment = force * distance)
plus la distance est grande plus, plus le poids apparaitra lourd. Par exemple, vous pouvez facilement soulever un pack d'eau de 9kg, mais si vous mettez à 1m et que vous essayer de le soulever à l'aide d'un manche à balai ce sera plus lourd
300*1.5 + contrepoids *2.5 = 200*1+800*2
masse de la partie structure posée sur le quai * distance centre de gravité de la partie de la structure posée par rapport au bord du quai + masse contrepoids * distance centre de gravité contrepoids par rapport au bord du quai = masse de la partie de la structure dans le vide * distance centre de gravité de la partie de la structure dans le vide + charge * distance de la charge par rapport au bord du quai.
La suite est valable si la structure est pleine, comme ce n'est qu'un cadre, il faudrait des cotes plus précise pour affiner le calcul (notamment la position des centres de gravité)
la structure fait 500 kg
3m/5 sont sur le quai => 300 kg sont sur le quai
le centre de gravité est à 3/2 =1.5 m
on pose le contrepoids de façon à ce que son centre de gravité soit positionné à 2.5 m du bord du quai
puisque la structure fait 500 kg et que 300kg sont sur le quai il reste 200 kg dans le vide
la partie dans le vide fait 2 m, le centre de gravité est à 1m du bord de l'eau
le contrepoids fait 800kg
il est positionné à 2m du quai
La formule devient donc
300*1.5 + contrepoids *2.5 = 200*1+800*2
on trouve que contrepoids = (200*1+800*2-300*1.5)/2.5 =540 kg
On double cette valeur pour avoir un coefficient de sécurité 540*2=1080 qu'on arrondi à 1100 kg
Merci pour vos reponses et surtout pour la methode,
lorsque nous sommes en dynamique,quels point faut il modifier dans les calculs
merci
en statique
poids = masse * attraction terrestre
en dynamique
poids apparent = masse * accélération
Par exemple, dans les grand huits, par moment on se sent plus lourd ou moins lourd ou on est poussé d'un côté ou de l'autre, cela s'explique par le fait on est soumis a des accélération qui ne sont plus négligeable fasse à l'attraction terrestre (appelée g). De manière plus réduite, on le sent aussi dans les ascenseur quand on démarre on est plus lourd et à l'arrivée plus léger.
On entend de temps en temps dire que les pilotes d'avion se prennent x "g", cela signifie qu'il voit leur poids multiplier par (x+1)
L'équation devient alors:
masse de la partie structure posée sur le quai * distance centre de gravité de la partie de la structure posée par rapport au bord du quai + masse contrepoids * distance centre de gravité contrepoids par rapport au bord du quai = masse de la partie de la structure dans le vide * distance centre de gravité de la partie de la structure dans le vide + charge * distance de la charge par rapport au bord du quai * (accélération max+attraction terrestre)/attraction terrestre.
avec attraction terrestre =9.8 m/s²
accélération max à déterminer.
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