Tubes carbone

[JMBeraud]

Essayons d'analyser un peu la chose:

 

Le tube est déformé dans sa limite élastique. Disons que l'on doit par exemple appliquer une contrainte 100 pour le déformer. Cette valeur peut être comprise comme la "stabilité" du tube, à 110, il flambe, à 90, il ne bronche pas.

 

 

Serge contraint ses tube en mettant une valeur 110. Si on estime les tubes fixes à ce moment là (ils sont triangulés), ils sont en équilibre, et "poussent" donc d'une valeur 110 égale à la valeur qu'il a fallu pour les déformer. Pour les déformer encore plus, il faut vaincre cette valeur, donc en appliquer une plus grande, 120 par exemple.

 

En théorie donc, les tubes "contraints" ne seront pas plus faciles à déformer que les tubes non soumis à contraintes.

 

En fait, le raisonnement est valable et perceptible dans le cas de tube de faible sections dans nos montages. La plupart du temps (à part sur les Strock en général), les tubes sont dimensionnés pour ne pas se déformer, et le faire ne servirait à rien car leur raideur est très grande, une précontrainte ne servirait à rien. Si on va vers des raiderus faibles on peut dire que cela peut aider (selon moi).

 

Par conte, la forme des voutes des cathédrales n'a rien à voir là dedans, aucune précontrainte, les architectes ont joué sur les transferts de forces. Ce qui est dingue, c'est que les principes utilisés au 12ème sicècle n'aient été compris physiquement et calculés qu'à partir du 16ème.

 

JMarc

Modifié 11 mars 2011 par JMBeraud

[Toutiet]

Essayons d'analyser un peu la chose:

 

Le tube est déformé dans sa limite élastique. Disons que l'on doit par exemple appliquer une contrainte 100 pour le déformer. Cette valeur peut être comprise comme la "stabilité" du tube, à 110, il flambe, à 90, il ne bronche pas.

 

 

Serge contraint ses tube en mettant une valeur 110. Si on estime les tubes fixes à ce moment là (ils sont triangulés), ils sont en équilibre, et "poussent" donc d'une valeur 110 égale à la valeur qu'il a fallu pour les déformer. Pour les déformer encore plus, il faut vaincre cette valeur, donc en appliquer une plus grande, 120 par exemple.

 

En théorie donc, les tubes "contraints" ne seront pas plus faciles à déformer que les tubes non soumis à contraintes.

 

En fait, le raisonnement est valable et perceptible dans le cas de tube de faible sections dans nos montages. La plupart du temps (à part sur les Strock en général), les tubes sont dimensionnés pour ne pas se déformer, et le faire ne servirait à rien car leur raideur est très grande, une précontrainte ne servirait à rien. Si on va vers des raiderus faibles on peut dire que cela peut aider (selon moi).

 

Par conte, la forme des voutes des cathédrales n'a rien à voir là dedans, aucune précontrainte, les architectes ont joué sur les transferts de forces. Ce qui est dingue, c'est que les principes utilisés au 12ème sicècle n'aient été compris physiquement et calculés qu'à partir du 16ème.

 

JMarc

Et puis sans cela, elles ne seraient plus gothiques...!

[Toutiet]

Ce que je sais, c'est que, précontrainte ou pas, mon expérimentation avec deux barres courbes m'a montré, sans équivoque, que la moindre force appliquée au sommet du triangle (dans son plan, et perpendiculairement à sa hauteur) entraîne une déformation du triangle, par déport latéral de son sommet dans son plan . Ce qui est impossible avec des barres droites (tant qu'on reste en dessous du flambage des dites barres).

[hysot]

En prenant des barres de même diamètre dans chacune des expériences?

 

[JMBeraud]

Alors c'est qu'il y a autre chose qui cloche dans l'un des deux raisonnements, à mon avis coté "conditions aux frontières" comme on dit.

 

Je comprends ton problème de déplacement, mais de ce que je comprends des Strock à barre courbes, leurs extrémités sont encastrées, le tout est triangulé, ton essai était-il dans ces conditions? C'est la fameuse démonstration des modes de flambages d'Euler, les conditions aux extrémités sont très importantes. Voir les poids sur le haut de la photo. ("pinned" = rotule, "fixed" = encastrée, "free" = libre).

 

 

Je pense que tu es dans le cas de droite, et les Strock dans le deuxième en partant de la gauche. Me gourre-je?

 

JMarc

Modifié 11 mars 2011 par JMBeraud

[robton kob]

Ce que je sais, c'est que, précontrainte ou pas, mon expérimentation avec deux barres courbes m'a montré, sans équivoque, que la moindre force appliquée au sommet du triangle (dans son plan, et perpendiculairement à sa hauteur) entraîne une déformation du triangle, par déport latéral de son sommet dans son plan . Ce qui est impossible avec des barres droites (tant qu'on reste en dessous du flambage des dites barres).

 

refais ton expérimentation avec 4 jeu de barres courbes orthogonales deux à deux et le tout solidarisé par le haut (comme sur un serrurrier quoi )

 

Je ne pense pas que DANS UN DOMAINE DE TORSION RAISONNABLE (sans appliquer quelque chose de l'ordre de la dizaine de kg), les barres courbes soient plus déformables que les barres droites, par contre introduit une vibration et chronomètre la vitesse à laquelle la vibration est amortie!!!

 

Je pense qu'alors tu verras l'avantage des barres courbes!!

 

 

Pour les voutes brisées des cathédrales, je pense qu'il faut pas prendre les bâtisseurs du 12° que pour des fleurs de navets! Il chargeait les piliers extérieurs des arcs boutants avec des statues pour qu'ils résistent mieux à la poussée engendrée par l'évacuation des forces de gravité haut=>bas vers les piliers et les arcs justement... Ils ont pas dû calculer au boulier la masse nécessaire, mais si vous avez jamais vu un plan d'élévation de charpente, façon Compagnons du Devoirs, y a des rigolos sur autocad qui ont encore pas mal de taf pour arriver à la cheville de nos anciens tailleurs de pierre

[JMBeraud]

Robton, personne n'a pris les batisseurs de Cathédrale du 12ème pour des navets comme tu dis, bien au contraire il me semble.

Mais c'est dingue que les gars aient vu par expérimentation ce que les théoriciens ont mis 4 siècles à trouver non?

JMarc

[robton kob]

Non ce qui est dingue c'est que les théoriciens aient mis 4 siècles à arriver à percer les secrets des bâtisseurs!

 

La retro-ingénérie, c'est pas hype à l'époque????

[JMBeraud]

Hé Hé, ouai t'as raison, faut le voir comme ça, je suis d'accord. En tout cas la conclusion est la même: c'est dingue (et beau)

JMarc

[Toutiet]

En prenant des barres de même diamètre dans chacune des expériences?

 

Bien sûr !

[Toutiet]

refais ton expérimentation avec 4 jeu de barres courbes orthogonales deux à deux et le tout solidarisé par le haut (comme sur un serrurrier quoi )

 

Je ne pense pas que DANS UN DOMAINE DE TORSION RAISONNABLE (sans appliquer quelque chose de l'ordre de la dizaine de kg), les barres courbes soient plus déformables que les barres droites, par contre introduit une vibration et chronomètre la vitesse à laquelle la vibration est amortie!!!

 

Je pense qu'alors tu verras l'avantage des barres courbes!!

 

 

Pour les voutes brisées des cathédrales, je pense qu'il faut pas prendre les bâtisseurs du 12° que pour des fleurs de navets! Il chargeait les piliers extérieurs des arcs boutants avec des statues pour qu'ils résistent mieux à la poussée engendrée par l'évacuation des forces de gravité haut=>bas vers les piliers et les arcs justement... Ils ont pas dû calculer au boulier la masse nécessaire, mais si vous avez jamais vu un plan d'élévation de charpente, façon Compagnons du Devoirs, y a des rigolos sur autocad qui ont encore pas mal de taf pour arriver à la cheville de nos anciens tailleurs de pierre

 

Dans mon expérience, les barres droites ne se déforment pas du tout. Aucun degré de liberté ne le leur permet. Celles de la triangulation courbe, si.

[José9]

Malgré le fait que les barres courbes puissent être meilleures pour amortir les vibrations, je préfère vraiment prendre des barres droites. Ne serait-ce que pour le système de fixation que j'envisage, au pire des cas je remplirai mes barres de mousse.

[eroyer]

Bonjour,

si une précontrainte permet d'amortir plus vite les vibrations, pourquoi ne pas contraindre la structure d'un téléscope classique à 8 tubes sans pour autant courber les tubes ? On peut faire ça en ajoutant des cables tendus entre la cage primaire et la cage secondaire, un peu à la manière des "string telescope". Sauf qu'ici on aurait une structure inversée : un cable par paire de tubes plutot qu'un tube par paire de cables.

Cela aurait aussi l'avantage de rattraper les jeux dans les articulations nécessaires au montage.

Qui a déjà essayé ?

 

Eric

[robton kob]

Dans mon expérience, les barres droites ne se déforment pas du tout. Aucun degré de liberté ne le leur permet. Celles de la triangulation courbe, si.

 

en quoi consiste cette expérience dont tu nous parle?

 

Tu as des photos, des prises de note des résultats chiffrés?

[Toutiet]

Oui, bien sûr, voilà des photos de l'installation et du relevé de mesures :

 

1) Photo d'un triangle avec deux barres courbées par encastrement (Tiges de hêtre de un mètre et 6mm de diamètre). La tête du triangle peut glisser latéralement sur le support blanc.

http://img131.imageshack.us/img131/6240/dscn7334fg9.jpg

 

2) Sommet du triangle, sous traction latérale. La tête du triangle est soumise à des tractions, droite ou gauche, sous l'effet de poids variables. L'index, au sommet du triangle, se déplace devant une échelle graduée.

http://img715.imageshack.us/img715/1976/dscn7336.jpg

 

3) Relevé de mesures

http://img9.imageshack.us/img9/7735/dscn7341g.jpg

 

A gauche, le relevé de mesures, en mm de déviation, pour des poids de traction variables de 100 à 700 g. En vert, les mesures avec barres droites.

A droite, les tracés correspondants. Courbe supérieure : barres courbes, Courbe inférieure (verte) : barres droites.

 

La différence de rigidité est flagrante. La déviation de la tête du triangle (dans son plan) est 4 à 5 fois plus faible avec des barres droites !

Modifié 12 mars 2011 par Toutiet

[robton kob]

Très intéressant!

 

Merci Toutiet.

 

Sauf que ton expérience est dans le plan du triangle en latéral, et pas perpendiculaire au plan, et d'autre part, sur un télescope il y a quatre plan orthogonaux deux à deux!

 

C'est à prendre en compte ne crois tu pas?

[Toutiet]

Très intéressant!

 

Merci Toutiet.

 

Sauf que ton expérience est dans le plan du triangle en latéral, et pas perpendiculaire au plan, et d'autre part, sur un télescope il y a quatre plan orthogonaux deux à deux!

 

C'est à prendre en compte ne crois tu pas?

 

Justement, c'est bien là que réside le problème car le déplacement perpendiculaire au plan du triangle n'est pas contrecarré par les deux autres triangles à 90° (via la structure rigide de la cage secondaire), dont les sommets peuvent se mouvoir dans leur plan. Je dirais, pour synthétiser, que le tout (la cage secondaire) est "flottant" dans les deux directions orthogonales à l'axe optique du télescope.

[robton kob]

Mouais... mais sous quelle force??

 

Franchement, les strocks construits ont l'air plutôt rigide et ils absorbent magnifiquement les vibrations!

 

Comment il est ton dobson à tubes droits????

[JMBeraud]

C'est plus que limpide cette affaire.

 

Regardez bien la photo des flambements d'Euler postées plus haut. C'est exactement ce que j'écrivais. Un des coté est libre en translation. Si tu refais la même expérience avec 6 tubes, voire 8 (encore pire), je pense que tu n'auras pas les mêmes résultats car les sommets des triangles sont maintenus à la même position par leur apport respectifs. Tu te rapprocheras alors du cas "encastré/encastré" le plus favorable.

 

le déplacement perpendiculaire au plan du triangle n'est pas contrecarré par les deux autres triangles à 90° (via la structure rigide de la cage secondaire)

Les deux autres triangles sont à 120° non? Sinon ce sont trois autres triangles à 90°, non? Je pense que si, les forces en présences dans tous les triangles doivent amener une stabilité sur l'anneau secondaire. Je serai surpris que celui-ci "flotte" dans l'espace.

 

Ce qui cloche dans cet essai, c'est que tu ne tiens pas du tout compte des forces mises en présences pour flamber les joncs, or celles-ci apportent leur pierre à l'édifice en stabilisant le tout, car rappeleons le, elles sont plus importantes que la force nécessaire à faire débuter le flambement, ça c'est clef.

 

Je n'ai jamais approché un Strock à tubes contraints, mais les utilisateurs pourront témoigner. Je verrai ça de près aux Raps si un heureux possesseur pourra nous montrer ça. Et puis ce sera l'occasion de se creuser la tête en direct, plus simple qu''avec ces messages interminables...

 

JMarc

Modifié 12 mars 2011 par JMBeraud

[Lasilla]

Moi j'sais pas... chuis qu'une fifille, hein?

Mais je sais que j'tire/pousse Junior par sa cage de secondaire pour le mouvoir, et que quand je le lâche, il bouge pas d'un poil...

Zéro vibration.

 

Alors Toutiet, tes mesures in vitro, ça m'fait doucement rire...

Tous les scopes à barres droites que j'ai essayé, j'ai du attendre quelques secondes qu'ils s'arrêtent de bouger pour regarder sans choper le mal de mer.

[JMBeraud]

Ah ben oui Lasilla, on pourra regarder ça de près aux Raps... mais je ne doute pas trop de l'efficacité de la chose...j'vais pas me répeter.

JMarc

[BipBip Boréalis]

Une seule solution pour trancher : un comparatif!

Deux scopes identiques, Strock par exemple, Un "barres courbes", l'autre "barres droites" et tests avé mesures!(Eventuellement un troisième avec des lattes pour faire plaisir à Toutiet...)

Nous seront fixés!

 

Bip²

[Toutiet]

Une seule solution pour trancher : un comparatif!

Deux scopes identiques, Strock par exemple, Un "barres courbes", l'autre "barres droites" et tests avé mesures!(Eventuellement un troisième avec des lattes pour faire plaisir à Toutiet...)

Nous seront fixés!

 

Bip²

 

Mais il est fait le comparatif ! :

http://img9.imageshack.us/img9/7735/dscn7341g.jpg

et il parle de lui-même...

[JMBeraud]

Dis Toutiet, tu fais exprès? Tu lis un peu les réponses des autres ?

 

JMarc

[BipBip Boréalis]

:D:D

Certes, Toutiet, il est fait, mais partiel! Tu ne considères qu'un triangle!

Essaie de faire tenir une latte seule avec 10° d'angle simplement posée sur son extrémité : elle tombe où elle veut!

Tu te dis : "J'm'en va lui mettre une copine!" Donc deux lattes appuyées l'une sur l'autre : elles tombent également! C'est dingue!

Qu'à cela ne tienne, une troisième et là, mirak, ça tient!!!

Mon vieux neurone fatigué me dit que c'est pareil pour les barres courbes en considèrant qu'elles sont 6 ou 8 formant 3 ou 4 triangles!

 

Bip²

Modifié 13 mars 2011 par BipBip Boréalis

[Toutiet]

:D:D

Certes, Toutiet, il est fait, mais partiel! Tu ne considères qu'un triangle!

Essaie de faire tenir une latte seule avec 10° d'angle simplement posée sur son extrémité : elle tombe où elle veut!

Tu te dis : "J'm'en va lui mettre une copine!" Donc deux lattes appuyées l'une sur l'autre : elles tombent également! C'est dingue!

Qu'à cela ne tienne, une troisième et là, mirak, ça tient!!!

Mon vieux neurone fatigué me dit que c'est pareil pour les barres courbes en considèrant qu'elles sont 6 ou 8 formant 3 ou 4 tiangles!

 

Bip²

 

Tout d'abord,, il ne s'agit pas, dans mon expérience, de barres simplement posées sur leur extrémité mais bien de barres encastrées (comme dans la configuration "Strock").

 

Ensuite, la configuration habituelle des Serrurier repose sur quatre triangles, opposés deux à deux (voire simplement trois triangles, ce qui n'arrange pas les choses, en faisant interférer leur comportement. J'élimine ce cas encore plus délicat).

 

Ceci dit, l'étude de la déformation d'un des triangles suffit à juger du comportement de l'ensemble. Les triangles parallèles deux à deux coopèrent en quadrature avec les deux autres qui leur sont orthogonaux.

C'est un travail "coopératif" fondamental dans la stabilité de la caisse secondaire. La possibilité (parasite) de déplacement des sommets des paires de triangles parallèles compromet sérieusement le blocage du mouvement de la caisse secondaire dans chacune des deux directions orthogonales à l'axe du tube.

 

Quant à la contrainte nécessaire à la courbure des barres par encastrement (ce qui n'a rien à voir avec une contrainte de compression longitudinale entraînant un vrai flambage), elle n'interdit pas, comme mon expérience l'a démontré, un déplacement transversal du sommet des triangles sous des efforts très faibles.

 

C'est en cela que je critique la configuration à "barres courbes".

Modifié 13 mars 2011 par Toutiet

[BipBip Boréalis]

Je rend les armes!!

De toute façon, j'aime pô les barres courbes!

 

Bip²

[JMBeraud]

Moi également.

 

J'ai justes quelques questions à Toutiet, s'il veut bien se donner la peine de me répondre:

- Vas-tu aux Raps?

- As-tu déjà fait du monocyle?

- As-tu déjà fait du vélo?

- As-tu déjà fait du tricycle?

- As-tu vu une différence entre ces trois moyens de transport en terme de stabilité?

- Comment expliques-tu que les possesseurs te disent que c'est très stable? Ce sont des menteurs?

 

On peut débattre, critiquer, etc, mais en prenant en compte les arguments des autres, théoriques et pratiques, sans cela, à quoi bon...

Je ne dis pas comprendre ce qui se passe, mais j'essaie d'en débattre, pas d'imposer mon point de vue sans entendre les tiens. Terminé en ce qui me concenre, Ciao !

 

JMarc

[robton kob]

 

On peut débattre, critiquer, etc, mais en prenant en compte les arguments des autres, théoriques et pratiques, sans cela, à quoi bon...

Je ne dis pas comprendre ce qui se passe, mais j'essaie d'en débattre, pas d'imposer mon point de vue sans entendre les tiens. Terminé en ce qui me concenre, Ciao !

 

JMarc

 

Alléluia, et bien d'accord avec toi!

[serge vieillard]

zut, j'avais écri un truc...et c'est pas entré... On recommence avec d'autres mots !

 

Je suis très sensible aux arguments de Toutiet et de sa démonstration expérimentale.

Cela étant, je pense fort et suppute à outrance que la notion d'hyperstatisme doit apporter son lot de corrections- non prises en compte ici.

pour sentir cela, il faudrait à partir de ton montage :

- mesurer si la planche sommitale garde sa parfaite horizontalité

- faire la même mesure mais par le travers, à 90°, pour voir ce qui se passe avec les 2 autres triangles, ceux qui ne sont sommis qu'a la traction (ou la compression) . C'est important vu qu'il y a un encastrement.

- dans ces 2 manip, mesurer la distance entre la planche de base et la planche sommitale.

S'il y a des écarts, alors l'ensemble tend à s'autorigidifier d'avantage que ne le laisse supposer ta manipulation.

et quoiqu'il en soit, on est dans un système sacrément hyperstatique une fois les 4 triangles assemblés, ce qui change la donne et ne permet pas de conclure en ne considérant qu'un triangle unique. Je crois que plus que tout, c'est cela qui est à considérer ici. C'est une chose souvent écartée des attaches plus classiques, plus porche d'une articulation et à considerer comme tel.

 

De plus, il faudrait considérer cette force de précontrainte, celle qui oblige les tubes à se ployer. Pas sur que le hetre soit un bon raccourci, car avé le carbone, on ne joue pas avec les mêmes modules de young à section égale et au départ au flambage.

On pourrait sentir cela, en reproduisant la manip et en changeant progressivement l'angle des trous d'encastrement en partie basse, en sécartant de plus en plus de la direction directe entre les 2 attaches. Je pense que l'effet "ressort" varrierait et apporterait d'avantage de rigidité, d'où cette idée de précontrainte.

 

mais rapellons ce qui nous a amené à envisager cette config étrange :

- on a constaté qu'une triangulation rigide en partie basse permettait de s'affranchir de tout système de serrage à ce niveau (cf notre T400) par effet de coincement naturel.

- on a voulu faire de même sur les T250. Mais ici on a fait le choix délibéré et osé d'avoir des tiges extraordinairement fines et souples, souple mais avec un bon module de Young, un excellent ressort en quelque sorte.

- pour résoudre ce problème, nous avons cintré les barres pour creer un arqueboutement et bloquer d'avantage l'encastrement en partie basse, ce qui est totalement réussi.

- cela étant, on a vu qu'avec des barres aussi fines, on n'était pas très loin d'un départ au flambage (chose qu'on n'a pas en s'écartant des limites d'Heuler avec des tubes "normaux"). Donc plutôt que de subir par inadvertance ce flambage lors d'un pointage, nous acceptons cette config et la forçons.

On est bien conscient que les efforts de flambage sont bien moindres que ceux en traction/compression. Mais la question était : "est-ce suffisant ?" dans notre cas, la réponse est OUI, grace à l'emploi du carbone et ses caractéristiques élevées (ca ne marche pas avec du PVC par exemple).

On peut dire que c'est grace à ce matériau qu'on peut se permettre cette fantaisie, n'avoier que 4 vis de serrage (pour un système à 8 tubes...) et d'avoir quelque chose de vraiment minimaliste.

Examinons la réciproque :

- si les barres eurent été droites, on aurait gagné en rigidité en éliminant l'elasticité de flambage des barres ployées,

- mais on en aurait perdu bien d'avantage avec notre système d'encastrement qui dans ce cas aurait été trop limite (car dans l'axe de la force de traction) et serait à la limite du glissement hors du logement.

Maitenant, si on bloque par un système de serrage les tubes en parties basse, c'est une autre histoire.

Les vibrations me semblent atténuées par le fait des 2 encastrements haut et bas. Il est donc difficile de générer un noeud de vibration (d'où leur diminution)

Modifié 15 mars 2011 par serge vieillard