Aide
bonjour à tous,
Je suis étudiant en DUT génie mécanique et productique, et je suis actuellement en stage de seconde année.
Mon problème ne porte pas sur une remontée mécanique mais sur une attraction qui y ressemble : une rivière à barques tirée par câble
En gros, c'est un lac sur lequel des barques sont tirées par un câble qui circule sous l'eau.
ma question: y a-t-il une formule permettant de calculer la force nécessaire pour faire tourner un câble ? (qui prendrai en compte la longueur et la masse du câble, le nombre de poulies de renvoi ainsi que leur diamètre,..) sans compter le couple de frottement dans les poulies de renvoi ni les braques à tirer.
j'espère avoir été assez clair
voilà merci.
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Force nécessaire pour faire circuler un câble Rivière à barques tirées par câble
#2
chris2002 
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Posté 22 juin 2010 - 21:14
une formulaire toute faite, à mon avis, non ça n'existe pas...
Et il y a, de plus, deux régimes différents:
le régime transitoire au départ. Là, il faut accélérer le câble. L'équation la plus simple qu'on peut écrire c'est masse du cable*accélération voulue = force de traction - somme des forces de frottement - force de mise en rotation des galets.
le régime stationnaire, en suite. Là, il ne s'agit que de compenser les frottements -> force de traction = somme des forces de frottement.
En ce qui concerne les frottements.
pour le cable, je pense qu'une force de frottement visqueux peut faire l'affaire. Donc une force qui dépend de la vitesse du câble et d'un coefficient à déterminer...
pour les galets, si on néglige les frottements visqueux liés à la vitesse de rotation du galet (probablement valable si le câble est assez long et le nombre de galet pas trop important), on peut considérer qu'il y a une force de frottement sec, qui peut être considérée comme constante dans le temps. Mais ces coefficients sont à déterminer expérimentalement je pense.
et on peut éventuellement négliger, en première approximation, l'élasticité du cable, qui risque d'engendrer des mouvements parasites de celui-ci, et surtout, va faire qu'entre les différents galets, la vitesse ne sera pas constante pendant la phase transitoire.
Dans le cas transitoire, ça va donc donner une superbe équation différentielle avec des termes dépendant de l'accélération et d'autres de la vitesse. Bref, pour la résoudre, si le parcours est un peu complexe, ça va vite être compliqué...
Si on commence à dire que le câble n'est pas infiniment rigide, je doute même qu'il existe une solution analytique au problème. Il faudra le résoudre numériquement, avec un ordinateur.
Dans le cas stationnaire, déterminer la vitesse, si on connait les différents coefficients de frottement (ça ça risque d'être un peu plus complexe), est (beaucoup) plus simple.
PS: je sais ce que je dis est très théorique, et que les fabricants et peut-être même certains membres ont je pense des modèles moins complexes et plus concrets, mais je ne suis qu'étudiant dans une école d'ingénieur suisse et surtout, je n'en suis encore qu'au stade de mise en place des outils "de base" de l'ingénieur, donc il m'est difficile d'aider plus.
Cependant, je suis d'accord avec Blick, il faut plus d'information pour pouvoir mieux comprendre le fonctionnement de l'ensemble.
Et il y a, de plus, deux régimes différents:
le régime transitoire au départ. Là, il faut accélérer le câble. L'équation la plus simple qu'on peut écrire c'est masse du cable*accélération voulue = force de traction - somme des forces de frottement - force de mise en rotation des galets.
le régime stationnaire, en suite. Là, il ne s'agit que de compenser les frottements -> force de traction = somme des forces de frottement.
En ce qui concerne les frottements.
pour le cable, je pense qu'une force de frottement visqueux peut faire l'affaire. Donc une force qui dépend de la vitesse du câble et d'un coefficient à déterminer...
pour les galets, si on néglige les frottements visqueux liés à la vitesse de rotation du galet (probablement valable si le câble est assez long et le nombre de galet pas trop important), on peut considérer qu'il y a une force de frottement sec, qui peut être considérée comme constante dans le temps. Mais ces coefficients sont à déterminer expérimentalement je pense.
et on peut éventuellement négliger, en première approximation, l'élasticité du cable, qui risque d'engendrer des mouvements parasites de celui-ci, et surtout, va faire qu'entre les différents galets, la vitesse ne sera pas constante pendant la phase transitoire.
Dans le cas transitoire, ça va donc donner une superbe équation différentielle avec des termes dépendant de l'accélération et d'autres de la vitesse. Bref, pour la résoudre, si le parcours est un peu complexe, ça va vite être compliqué...
Si on commence à dire que le câble n'est pas infiniment rigide, je doute même qu'il existe une solution analytique au problème. Il faudra le résoudre numériquement, avec un ordinateur.
Dans le cas stationnaire, déterminer la vitesse, si on connait les différents coefficients de frottement (ça ça risque d'être un peu plus complexe), est (beaucoup) plus simple.
PS: je sais ce que je dis est très théorique, et que les fabricants et peut-être même certains membres ont je pense des modèles moins complexes et plus concrets, mais je ne suis qu'étudiant dans une école d'ingénieur suisse et surtout, je n'en suis encore qu'au stade de mise en place des outils "de base" de l'ingénieur, donc il m'est difficile d'aider plus.
Cependant, je suis d'accord avec Blick, il faut plus d'information pour pouvoir mieux comprendre le fonctionnement de l'ensemble.
Ce message a été modifié par chris2002 - 22 juin 2010 - 23:07 .
#4
j'ib
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Posté 23 juin 2010 - 10:30
Serpo, le 23 06 2010, 11:16, dit :
merci d'avoir répondu si rapidement 
Voilà pour le plan du parcours
Il fait environ 360m de longueur et le câble circule à 1m/s.
Il sera sans doute de diamètre 16mm.
Voilà pour le plan du parcours
Il fait environ 360m de longueur et le câble circule à 1m/s.
Il sera sans doute de diamètre 16mm.
: 
Ce message a été modifié par j'ib - 23 juin 2010 - 10:31 .
#5 Invité_Métabief_*
Posté 23 juin 2010 - 11:26
Il y a deux attractions similaires dans un parc près de chez moi (10) : Nigloland
Les attractions sont nommées "King of Missipi" et "Adventure Jungle". La deuxième attraction est du constructeur Mack Rides et date de 1987.
Si tu n'habites pas loin et si ça peut t'aider, n'hésite pas.
En tout cas, le site du constructeur peut toujours t'aider
Les attractions sont nommées "King of Missipi" et "Adventure Jungle". La deuxième attraction est du constructeur Mack Rides et date de 1987.
Si tu n'habites pas loin et si ça peut t'aider, n'hésite pas.
En tout cas, le site du constructeur peut toujours t'aider
Ce message a été modifié par Métabief - 23 juin 2010 - 11:56 .
#6
fafoutch
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Posté 23 juin 2010 - 13:16
Hello,
Tu es en seconde année de DUT, c'est ça ?
Si c'est le cas, tu es parfaitement en mesure de résoudre ce problème, je ne vois pas ce que t'apportera nos solutions, à part la réponse !!!!
mais si tu ne fait aucune démarche perso, pas de recherche, c'est sans aucun intèret.
C'est à toi de poser la problématique et de la résoudre.
Quand ce sera le cas, nous nous ferons un plaisir de te donner nos avis
Tu es en seconde année de DUT, c'est ça ?
Si c'est le cas, tu es parfaitement en mesure de résoudre ce problème, je ne vois pas ce que t'apportera nos solutions, à part la réponse !!!!
mais si tu ne fait aucune démarche perso, pas de recherche, c'est sans aucun intèret. C'est à toi de poser la problématique et de la résoudre.
Quand ce sera le cas, nous nous ferons un plaisir de te donner nos avis
#7
Serpo
- TK de la Boule de Gomme
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Posté 23 juin 2010 - 16:05
fafoutch, le 23 06 2010, 14:16, dit :
Hello,
Tu es en seconde année de DUT, c'est ça ?
Si c'est le cas, tu es parfaitement en mesure de résoudre ce problème, je ne vois pas ce que t'apportera nos solutions, à part la réponse !!!! mais si tu ne fait aucune démarche perso, pas de recherche, c'est sans aucun intèret.
C'est à toi de poser la problématique et de la résoudre.
Quand ce sera le cas, nous nous ferons un plaisir de te donner nos avis
Tu es en seconde année de DUT, c'est ça ?
Si c'est le cas, tu es parfaitement en mesure de résoudre ce problème, je ne vois pas ce que t'apportera nos solutions, à part la réponse !!!!
mais si tu ne fait aucune démarche perso, pas de recherche, c'est sans aucun intèret. C'est à toi de poser la problématique et de la résoudre.
Quand ce sera le cas, nous nous ferons un plaisir de te donner nos avis
salut,
Oui je vient de valider ma seconde année d'ailleurs
,je suis en train de calculer la force nécessaire au démarrage donc à ce niveau là c'est bon.
je me demandait si il n'y avait pas une force qui s'ajoutent à cause des frottements internes dans le câble. (Et que cette force ne soit pas négligeable sur une longueur de câble relativement importante ainsi que le nombre de poulies de renvois).
#8
Velro
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Posté 23 juin 2010 - 16:33
Comme je suis en Suissej'ignore ce que sont les DUT, "Bac+Machin truc chose" et les "avec mention".
DUT ça correspond à quoi? J'e n'ai pas le temps de googler.
On peut trouver certaines bases de calcul dans les prescriptions (il y a un sujet spécifique).
A mon avis il est inutile de se lancer dans des calculs complexes. Afin d'y voir plus clair il importe de faire une première estimation de la tension du câble ainsi que des efforts de traction engendrés par les barques lors d'un freinage d'urgence (et non lors du démarrage).
La tension du câble doit également permettre de satisfaire les critères d'adhérence afin de garantir la transmission d'un couple suffisant au niveau de la poulie motrice lors du freinage d'urgence avec la tension minimale admissible du câble (voir les petites formules avec l'angle d'enroulement etc.). Il faut bien entendu s'assurer que les forces d'appui minimales sur les galets soient en tout temps respectées.
Je suppose qu'il s'agit d'un système à pinces débrayables avec mouvement à vitesse constante du câble tracteur immergé.
Comme le schéma est minuscule je ne vois pas bien le système de tension retenu.
Dispose-t-on de données supplémentaires (nombre de barques, masse, vitesse, décélérations minimales et maximales, accélération maximale...)?
La force de frottement du câble dans l'eau est négligeable et celle requise pour déformer la câble est faible à moins de passer en zig-zag serré, pour le dimensionnement de l'entraînement il importe de connaître la force d'appui radiale sur chaque galet ainsi que les forces résultant des barques lors du freinage dans le cas de figure le plus défavorable.
A partir de ce point on disposera d'un ordre de grandeur pour l'entraînement (pour la puissance du moteur l'accérlération es déterminante, pour le dimensionnement mécanique c'est le freinage d'urgence qui est déterminant). Après il s'agira d'estimer les réserves et lors du choix du matériel on fera un compromis entre la réserve (surdimensionnement raisonnable) et les coûts.
Si vous avez des questions relatives à l'entraînement ou à l'équipement électrique en général, n'hésitez pas à demander.
Pour ce type d'installation, l'entraînement sera normalement avec motoréducteur moteur asynchrone alimenté par variateur de fréquence.
La commande électrique doit répondre à certaines prescriptions particulières. Au moins pour les arrêts d'urgence (y.c. la commande des freins) le niveau SIL 3 (soit PL e) est exigé pour ce type d'installation. Selon les risques il est possible que d'autres fonctions de sécurité de niveau SIL 3 soient également requises.
Personnellement je recommanderais la surveillance de déraillement du câble pour chaque galet ou train de galet.
DUT ça correspond à quoi? J'e n'ai pas le temps de googler.
On peut trouver certaines bases de calcul dans les prescriptions (il y a un sujet spécifique).
A mon avis il est inutile de se lancer dans des calculs complexes. Afin d'y voir plus clair il importe de faire une première estimation de la tension du câble ainsi que des efforts de traction engendrés par les barques lors d'un freinage d'urgence (et non lors du démarrage).
La tension du câble doit également permettre de satisfaire les critères d'adhérence afin de garantir la transmission d'un couple suffisant au niveau de la poulie motrice lors du freinage d'urgence avec la tension minimale admissible du câble (voir les petites formules avec l'angle d'enroulement etc.). Il faut bien entendu s'assurer que les forces d'appui minimales sur les galets soient en tout temps respectées.
Je suppose qu'il s'agit d'un système à pinces débrayables avec mouvement à vitesse constante du câble tracteur immergé.
Comme le schéma est minuscule je ne vois pas bien le système de tension retenu.
Dispose-t-on de données supplémentaires (nombre de barques, masse, vitesse, décélérations minimales et maximales, accélération maximale...)?
La force de frottement du câble dans l'eau est négligeable et celle requise pour déformer la câble est faible à moins de passer en zig-zag serré, pour le dimensionnement de l'entraînement il importe de connaître la force d'appui radiale sur chaque galet ainsi que les forces résultant des barques lors du freinage dans le cas de figure le plus défavorable.
A partir de ce point on disposera d'un ordre de grandeur pour l'entraînement (pour la puissance du moteur l'accérlération es déterminante, pour le dimensionnement mécanique c'est le freinage d'urgence qui est déterminant). Après il s'agira d'estimer les réserves et lors du choix du matériel on fera un compromis entre la réserve (surdimensionnement raisonnable) et les coûts.
Si vous avez des questions relatives à l'entraînement ou à l'équipement électrique en général, n'hésitez pas à demander.
Pour ce type d'installation, l'entraînement sera normalement avec motoréducteur moteur asynchrone alimenté par variateur de fréquence.
La commande électrique doit répondre à certaines prescriptions particulières. Au moins pour les arrêts d'urgence (y.c. la commande des freins) le niveau SIL 3 (soit PL e) est exigé pour ce type d'installation. Selon les risques il est possible que d'autres fonctions de sécurité de niveau SIL 3 soient également requises.
Personnellement je recommanderais la surveillance de déraillement du câble pour chaque galet ou train de galet.
#9
rabelaisien
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Posté 23 juin 2010 - 20:16
Le bac, ou baccalauréat, est le dernier examen du secondaire, dans l'ordre sixième, cinquième, quatrième, troisième, seconde, première et terminale. Je suppose que ça correspond à la maturité suisse. Après on va à l'université ou dans des instituts universitaires de technologie ou dans des choses de ce niveau. Un DUT est un bac plus deux.
J'ai zappé les classes terminales (seconde, première, terminale) parce que c'était à une époque où quelqu'un pas idiot pouvait faire une belle carrière avec peu de diplôme, dans une compagnie d'assurance où j'ai passé quelques années, le directeur du centre de formation avait commencé au bas de l'échelle à 15 ans. J'ai commencé avec le brevet, qui se passait en 3éme. Plus tard, j'ai fait une formation technique qui m'a valu un diplôme équivalent à un DUT
J'ai zappé les classes terminales (seconde, première, terminale) parce que c'était à une époque où quelqu'un pas idiot pouvait faire une belle carrière avec peu de diplôme, dans une compagnie d'assurance où j'ai passé quelques années, le directeur du centre de formation avait commencé au bas de l'échelle à 15 ans. J'ai commencé avec le brevet, qui se passait en 3éme. Plus tard, j'ai fait une formation technique qui m'a valu un diplôme équivalent à un DUT
Ce message a été modifié par rabelaisien - 25 juin 2010 - 11:18 .
ADTC Est Parisien, association d'usagers des transports + dictionnaire et agenda transports <a href="http://sncf.hereforum.com/t28-ADTC-Est-Parisien-association-d-usagers-des-transports.htm" target="_blank">http://sncf.hereforum.com/t28-ADTC-Est-Par...-transports.htm</a>
Forum de la Seine-Saint-Denis <a href="http://groups.google.com/group/IDF93?hl=fr&lnk=gschg" target="_blank">http://groups.google.com/group/IDF93?hl=fr&lnk=gschg</a>
Transports merveilleux et/ou futuristes, voir la discussion "<b>transports nouveaux</b>" dans la première page de <a href="http://groups.google.com/group/alter-auto/topics?hl=fr" target="_blank">http://groups.google.com/group/alter-auto/topics?hl=fr</a>
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#10
Serpo
- TK de la Boule de Gomme
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Posté 25 juin 2010 - 10:37
Bonjour à tous,
Mon stage se termine aujourd'hui, donc ce n'est plus moi qui m'occupera de ce projet..
Sinon, pour info j'ai calculer une force de traction pouvant atteindre 7000N lors du démarrage (2000 pour les frottements et 5000 pour l'inertie) ,
30s pour atteindre 1m/s,
avec 8 barques de 8 personnes, (la force de traînée d'une barque pleine fait 200N)
Si le câble choisit fait un diamètre de 16mm, il pèse environ 10N le mètre.
La poulie d'entraînement et de tension font 3m de diamètre et les poulies de renvoi sont de Ø 2m.
le moment d'inertie calculé par Solidworks pour la poulie d'entraînement est de 1435 kg.m² et j'ai pris les 2 tiers environ pour les poulies de renvoi.
enfin bref, ne vous cassez pas la tête à faire des calculs, c'est juste pour donner une idée.
voilà à quoi ressemble le système d'entraînement, mon sujet principal portai là dessus :
Le motoréducteur se situe dans une cage, au dessus de la surface et la transmission se fait par chaîne.j'avais bien avancée l'étude quand on a remarqué que les calculs (d'un ancien stagiaire) sur lesquels je m'était basé ne sont pas très cohérents
, c'est pour ca que je voulais les revoir.
merci quand même pour les conseils, ce forum est bien sympathique !
A+
Mon stage se termine aujourd'hui, donc ce n'est plus moi qui m'occupera de ce projet..
Sinon, pour info j'ai calculer une force de traction pouvant atteindre 7000N lors du démarrage (2000 pour les frottements et 5000 pour l'inertie) ,
30s pour atteindre 1m/s,
avec 8 barques de 8 personnes, (la force de traînée d'une barque pleine fait 200N)
Si le câble choisit fait un diamètre de 16mm, il pèse environ 10N le mètre.
La poulie d'entraînement et de tension font 3m de diamètre et les poulies de renvoi sont de Ø 2m.
le moment d'inertie calculé par Solidworks pour la poulie d'entraînement est de 1435 kg.m² et j'ai pris les 2 tiers environ pour les poulies de renvoi.
enfin bref, ne vous cassez pas la tête à faire des calculs, c'est juste pour donner une idée.
voilà à quoi ressemble le système d'entraînement, mon sujet principal portai là dessus :
Le motoréducteur se situe dans une cage, au dessus de la surface et la transmission se fait par chaîne.j'avais bien avancée l'étude quand on a remarqué que les calculs (d'un ancien stagiaire) sur lesquels je m'était basé ne sont pas très cohérents
, c'est pour ca que je voulais les revoir.merci quand même pour les conseils, ce forum est bien sympathique !
A+
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