Comment renforcer un tube afin de l'alléger?

[Invité Hume]

Dans une réflexion pour construire un 200mm f/6, il ne me reste qu'un seul point à finaliser : le tube.

Je suis parti pour me procurer du papier phénolique (hart papier) sur le site suivant.

 

http://www.gerdneumann.net/english/instrument-building-parts-teile-fuer-den-fernrohrbau/fernrohrtuben-aus-hartpapier-phenolic-telescope-tubes-hard-paper.html

 

Malheureusement ce matériau est bien plus dense et moins rigide que la fibre de carbone (mais ce n'est pas le même prix) tout en disposant de très bonnes caractéristiques thermiques par contre.

Il est intéressant de noter que le site suggère de diviser le diamètre d'un 1/50e pour un tube plein, et de 1/80e pour un tube qui serait renforcé par des baffles internes, pour obtenir l'épaisseur à utiliser .

Mais un autre membre du forum m'a suggéré qu'un renforcement extérieur serait possible. Mais quel type de renforts, et comment distribuer les forces?

L'idée la plus simple et la plus élégante serait de poser des anneaux de renforts sur le modèle des moulures et des plate-bandes des canons en bronze qui étaient destinées à alléger la masse du fût, mais malheureusement je ne trouve aucun modèle pour calculer la répartition des anneaux (dans notre cas, nous aurions un tube de probablement 1200mm de long, de diamètre externe de 240mm pour un miroir de 200mm...) De même si des renforts sous forme de baguettes externes sont préférables, comment les disposer sans pour autant compromettre l'usage des anneaux de fixation?

[PierreDesvaux]

Je ne pense pas qu'il soit nécessaire de mettre des baguettes longitudinales. Quand un tube plie sur la longueur, il se déforme, et les cercles ne sont plus des cercles. Si on contraint le tube par des anneaux extérieurs, le tube ne pourrai plus se déformer (les cercles resteront des cercles), en tout cas, bien plus difficilement, donc, il restera également rigide longitudinalement.

 

Cela devrait résoudre ton problème d'anneaux de fixation (qui vont d'ailleurs participer à la rigidité).

[PierreDesvaux]

De plus, on reste sur un petit tube, un miroir rikiki fort léger, et tu ne vas pas mettre 4 kg d'instrumentation sur le PO, tu es sur du visuel. Donc, le tube ne va pas bouger beaucoup...

De plus, si tu écartes bien les anneaux de fixation, avec une platine suffisamment longue, le tube ne va plus bouger beaucoup.

 

Ah, les drosophiles...

[Invité Hume]

Tiens, l'autre membre du forum qui m'est si précieux dans mon opération drosophiles

 

Merci Pierre, donc le principe des plate-bandes des canons est le plus viable, je m'y attendais: je ne sais en combien de temps il va être construit, mais il va avoir de la gueule en tous cas mon machin (même si je dois encore déterminer en quoi et comment seront faits les anneaux)

Plus qu'à me remémorer mes souvenirs de physique pour calculer quels sont les points de contraintes les plus importants afin d'y poser des anneaux...

[serge vieillard]

comprends rien.....

Un tube, ca se déforme en féchissant dans la sens de la longueur, enfin il me semble.

Tu peux mettre tous les anneaux que tu veux, ils ne contriburont en rien à rigidifier à la flexion dudit tube.

Ces anneaux à canon servaient à le contraindre au gonflement, voire l'éclatement.

Je ne pense pas que tu songes mettre en surpression ton tube..... ou à le manipuler à la barbare en l'écrasant.

[PierreDesvaux]

Si si, crois moi, Serge, sur un tube, quand il plie, il s'ovalise. Si tu mets des anneaux, cela l'empêche de s'ovaliser, donc de plier. Pas totalement, bien sur, mais cela aide bien. Essaie sur un tube en papier, tu verras.

 

Bien sur, des renforts longitudinaux seraient un plus également.

 

Mais de toute façon, sur un tube de cette longueur et diamètre, même en hart papier, cela ne va pas bouger beaucoup.

[Invité Hume]

Donc un tube de 1200mm de diamètre 240 avec une épaisseur de 4mm, résistance à la flexion de 140 megapascals, avec deux anneaux de renforts bien situés (un entre l'ensemble miroir de 200mm-barillet et le premier anneau de fixation, et l'autre entre le deuxième anneaux -éloigné grâce à une queue d'aronde légèrement surdimensionnée, et le porte oculaire), devrait tenir. (sachant qu'en plus d'empêcher la déformation, les anneaux canalisent certaines contraintes en déviant les forces...)

[serge vieillard]

... oui en effet.... On minimise la déformé de flexion en contrant la deformée induite d'écrasement.... C'est un peu shadock mais ça marche.

[Fred_76]

Oui mais efficace !

Modifié 19 mai 2014 par Fred_76

[serge vieillard]

... ouaip, disons que ça y contribue. L'efficacité étant généralement d'optimiser la matière selon l'effort prépondérant. Par exemple sur ce concept avé des anneaux, un simple fil de kevlar les reliant en partie supérieure devrait sacrément augmenter la rigidité à la flexion, pour quelques pouillèmes de grammes en plus

[Invité Hume]

Pas bête l'idée d'un simili haubanage avec un ou deux fils de kevlar : tout bête et d'une redoutable efficacité...

Modifié 19 mai 2014 par Hume