Amortissement du déplacement vertical

azert9, le 29 mai 2017 - 16:02 , dit :

dans le cadre de mon TIPE, j'étudie les vibrations subies par un véhicule lors de son passage sous un pylône de compression; qui engendrent un déplacement vertical du véhicule.

Je crois savoir qu'en pratique pour amortir ces vibrations, un système de suspension est installé, composé d'un ressort et d'un amortisseur hydraulique.

uriez-vous une idée de la raideur des ressorts employés ainsi que du coefficient de frottement fluide de l'amortisseur ?

Je me demande même si c'est mentionné dans les docs remises au client. Il y a souvent une liste des pièces de rechange mais pas forcément avec les données techniques détaillées et contrairement aux ressorts de freins (frein de service et frein de sécurité) et freins de voie, les autorités n'exigent probablement pas les calculs pour ces amortisseurs.

On peut certainement faire une simulation avec des logiciels spécialisés mais en fin de compte c'est sûrement aussi basé sur des essais pratiques.

Salut,

Pour remettre dans le contexte, même si ce n'est pas la première fois qu'on entends parler de TIPE. TIPE ce n'est pas pour pourboire mais pour Travail d'Initiative Personnelle Encadré, "projet" réalisée en France dans les classes préparatoires aux grandes écoles dans le cadre du concours d'accès au écoles en deuxième année d'études supérieures. Il a pour but de mener à une présentation orale de 30 minutes avec supports (enfin numériques ou toujours rétroprojecteur ?) dont 15 minutes de questions/réponses devant un jury ne découvrant le sujet.
Plus de détails sur l'épreuve ici et là. Le thème pour les concours de l'année 2018 est : "Milieux : interactions, interfaces, homogénéité, ruptures" à l'étudiant de choisir un sujet et de de développer par lui-même avec un encadrement de ses professeurs.
(ça c'était pour ma part "combat contre les sigles tarabiscotés" Image IPB

)

Pour revenir au sujet choisi "vibrations subies par un véhicule lors de son passage sous un pylône de compression" je pense qu'il y a matière à traiter, surtout qu'à mon avis ce n'est pas si simple que ça même si le problème de base serait :
"comment réaliser un changement de direction du câble dans un profil convexe (c'est à dire un pylône compression) qui permette que la trajectoire du câble reste constante à travers le temps ?"
C'est à dire :
- en situation normale (sans attaches) le câble en mouvement a une trajectoire qui ne varie pas au cours du temps (ex : une télécabine sans cabines avec le câble en mouvement), d'ailleurs sa trajectoire est égale à sa position (en simplifiant un peu car un câble n'est ni une ligne ni un cylindre), vu de profil nous diront au profil du câble (on s'intéresse qu'aux mouvement verticaux, c'est plus simple).
- on souhaiterait donc rajouter des attaches (et les sièges/cabines qui y sont reliées) sans que cela ne change la trajectoire du nouvel ensemble (car on considère que une attache liée au câble à le même mouvement que celui-ci)

En simplifiant on pourrait donc considérer qu'une attache ne serait qu'une bosse relativement ponctuelle sur un un câble.

Le cas du câble sans attaches est simple : il suffit de mettre des supports pour récupérer l'effort dirigé vers le haut lié à la tension du câble (poulies, galets etc...). Mais rajouter des attaches complexifie le tout.
Une bonne solution au problème : le système

(voir ici) où dans un pylône compression au passage d'une attache, celle-ci ne touche jamais les galets, elle roule sur ses propres galets grâce à une paire de rail spécifiques ! Pour avoir testé il n'y a pas "doux" comme pylône compression ! (et ça c'est des solutions que j'aime bien car on a un problème au niveau du contact galet-attache, eh ben on supprime le problème : plus de contact galet attache = plus de problème !)

Pour revenir au problème effectivement avec des galets fixes (ou une seule grande poulie) l'attache va forcément éloigner le câble du galet, et donc modifier temporairement sa trajectoire. Là aussi une solution envisageable serait du style inspiré de des angles à l'envers des télésièges à pinces fixes : une grande poulie verticale avec un trou pour laisser passer l'attache. Mais au delà des problèmes de synchronisation poulie-attaches, on aura surtout des problèmes d'inertie pour les passagers : qui dit poulie dit changement brutal de trajectoire. On oublie l'idée de faire faire une boucle au câble, on n'est pas en train de concevoir des montagnes russes.

Donc solution retenue, la plus évidente : permettre au galet de reculer au passage de l'attache, c'est à dire lorsqu'il va subir temporairement un effort plus important. On pourrait bêtement monter les galets sur un liaison glissière avec ressort normale à la trajectoire du câble : au passage de l'attache -> augmentation des effort sur le galet -> compression du ressort -> recul du galet. Problème = si le galet supporte déjà en temps normal un effort important, le ressort des déjà fortement sollicité => raideur importante => faible compression supplémentaire du ressort au passage de la pince (importance du ratio : effort supplémentaire liée au passage de l'attache/effort permanent de maintien du câble). De plus, niveau sécurité et maintenance on aura connu mieux.
Cette solution est d'ailleurs (mélangée avec la solution habituelle des pylônes compression) utilisée dans le cas des pylônes support-compression modernes (galets symétriques par rapport au câble).

Reste la solution utilisée du pylône avec "bogies de galets" (invention sémantique du jour, en analogie avec les bogies de trains) c'est à dire des paires de galets pouvant pivoter en leurs centres, reliée de la même manières avec les autres paires. Avantages = équilibre la charge de chaque galet et (surtout !) prend tout seul la meilleure forme possible pour le passage du câble (on met le câble et paf ! on a notre belle spirale de Cornu sans calculs ni rien ! - bon fait prévoir le bon nombre de galets et les répartir comme il faut quand même). En prime, ça gère pas mal les passages des suspentes car au laisse une liberté aux galets : le galet qui supporte l'attache va transmettre son effort à son binôme et à ses collègues et même légèrement et temporairement abaisser le câble ce qui réduit le besoin de monter de l'attache !
Bref, une belle solution pragmatique !

Bon, ça c'est pour la théorie vulgarisée, car à mon avis déjà juste modéliser le cas d'un balancier libre (sans ressort ou amortisseurs) et en ignorant les effort d'inertie ça doit donner des résultats intéressants et ça doit pas être si facile que ça car ça dépend de pas mal de facteurs (forme de l'attache, tension du câble, poids de l'ensemble attache-suspente-passagers, taille des galets, espacement des galets, nombre de galets, angle de la rupture de pente, diamètre des galets...).
Après, au vu de ces résultats comparer si les forces d'inertie pourraient avoir un effet suffisamment important par quelques estimations simples pour comparer les forces en question (forces d'inerties au niveau du galet, des poutres entre les galets, de l'ensemble attache-suspente-passagers, du câble...) car elles pourraient bien avoir un effet non négligeable.
Ensuite ou pourra sans doute rajouter au modèle des ressorts et.ou amortisseurs pour voir l'effet.

Enfin ne pas oublier que dans tout ça il y a une grande part d'empirique et d'essais : car il y a d'autres facteurs qui influent dans le cas réel à commencer par le réalité Image IPB

. Surtout que le constructeur ne cherche pas une solution idéale mais une bonne solution commercialisable et que les skieurs ne sont pas leurs clients finaux (à ma connaissance, le niveau de vibration lorsqu'on passe sous un pylône compression ne représente pas un critère de choix pour les skieurs dans le choix de leurs domaine skiable... même si des progrès importants ont été réalisés ces dernières décennies).

Tu peux tenter auprès des constructeurs (même si tu as de fortes chances de déception car pour eux ce sont des secrets industriels) mais à ta place je tenterais ensuite auprès d'un exploitant car ils doivent avoir certains poids et données (masse d'un siège, d'une pince, d'un galet, caractéristiques du câble, tension...) et tu peux toujours aller faire des mesures sur les pièces en maintenance l'été (donc vaudrait mieux pas trainer). avec ça et l'aide d'un de tes profs tu dois pouvoir au moins réaliser un modèle simplifié d'un pylône que tu complexifies au fur et à mesure.

Bon travail !

PS : ne pas prendre tout ce que j'écris comme parole du saint esprit car : 1. Je ne suis dans dans le milieu des remontées mécaniques 2. Je n'ai pas encore 20 d'expériences dans ce domaine 3. c'est des conclusions à froid sans confrontation avec d'autres personnes 4. ça m'arrive d'écrire de grosse conneries 5. Il fait tard et j'ai besoin de sommeil. Image IPB

Bref, cela amène à débat, confrontation et données techniques intéressantes !

Ce message a été modifié par jclf - 04 juin 2017 - 15:59 .

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