A propos du levage et des anneaux de levage

Simulation
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Bonjour à tous,

Je souhaite effectuer une étude de levage sous solidworks pour une pièce sur laquelle en est posé une autre. J'ai également répartit la masse de la pièce supérieure sur ses 4 appuis, et ai ajouté 4 anneau de levage à souder made in Norelem 3D.

Mon soucis viens de la considération de ces anneaux de levage. Au sein du BE on considère qu'on ne recalcule pas ces anneaux, car étant déjà dimensionnés par le fabricant il n'y a pas besoin qu'ils passent par la case calcul. De ce fait je ne sait pas vraiment comment appliquer la charge... un équivalent de la force de chaque brin tirant, sur la surface de contact de la soudure? une force à distance? Pour moi ce n'est pas bon car on ne prend pas en compte que la soudure sera à la fois en compression en haut et en traction en bas... Bref tout cela pour dire que je ne sais pas si je peux me fier à la fonction "rendre rigide" que j'ai appliqué à chaque anneau. Cela impacte-t-il le déplacement de celui-ci lors du calcul? J'ai un visuel un peu étrange au résultat lorsque je fait cela...

Si vous avez une meileure méthode à conseiller je suis prenneur.

Pou l'instant la méthode de la personne que je remplace au pied levé était d'appliquer des forces ou des masses à distances au niveau des contacts avec d'autres éléments,et de bloquer tout ou partie du modèle avec des appuis plans pour l'empecher de partir en "grands déplacements" lors d'un levage en calcul (en imaginant un vieux tiroir m'a-t-on dit).. Mais cela me semble un peu ...bancal.


fer_levage.zip
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Bonjour,

Concernant les anneaux de levage, en effet le cmu est souvent notifié sur celle ci. Donc à ce niveau là, il n'y a pas de soucis. Par contre, les anneaux sont soudés verticalement! Est ce normal?

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Bonjour,

Je pense que le problème de non symétrie que vous constatez vient du fait que votre structure n'est pas immobilisée. Les 4 câbles (sangles, chaînes ?) étant parallèles, elle est libre d'osciller de gauche à droite, d'avant en arrière, ou de pivoter autour de son axe de symétrie vertical.
Dans la vraie vie, il n'ira pas loin, mais dans le solveur de SolidWorks, cela introduit des mobilités qu'il ne sait pas très bien gérer. Il rejette d'ailleurs le calcul avec le solveur par défaut...

La solution du collègue que vous remplacez est la plus simple ici: ajouter des contraintes de déplacement imposés qui immobiliseront les 3 mouvements. Il faut simplement veiller à ce que ces déplacements soient sans effet sur la répartition des efforts. Il suffira de vérifier après calcul qu'ils sont nuls.

Une proposition:
- Imposer au sommet "avant/gauche" un déplacement nul dans le plan horizontal (X et Z du repère général), ce qui supprime deux mobilités;
- imposer au sommet "arrière/gauche" un déplacement nul suivant X du repère général, ce qui supprime la dernière mobilité.

Vous relancez la calcul, et constatez trois évolutions:
- le solveur par défaut fonctionne;
- les déplacements sont symétriques;
- les efforts sont répartis identiquement dans les câbles, et les derniers "appuis" introduits sont sans effet, quasi-nuls.

Un mot sur la limite de validité du modèle: le fait d'utiliser 4 câbles confère à la structure un caractère hyperstatique (d°1). En imposant un déplacement vertical nul pour les 4 anneaux, vous avez implicitement supposé que les tensions sont identiques dans les 4 câbles (charge centrée) . Or, le système de levage, par ses mobilités ou son élasticité contribue à la répartition des efforts, ainsi que les câbles eux-mêmes.

Dans le pire des cas, on peut imaginer que l'un des câbles est détendu. Dans cette situation, le câble opposé en diagonale est également détendu, et la charge sera intégralement supportée par les deux câbles de l'autre diagonale, toujours en supposant une charge parfaitement centrée.
On peut facilement simuler cette situation en supprimant le déplacement nul dans l'un des anneaux (au point4).

La simulation montre un déplacement de 10 mm au point4, une charge nulle sur l'anneau au point2, et un état de contrainte plus élevé qu'avec la solution à 4 câbles identiquement chargés (118 MPa au lieu de 54 MPa).
Des situations intermédiaires pourraient être étudiées en plaçant un appui élastique au niveau de l'un des câbles. Mais avec quelle raideur ?

En conclusion...
Il faudrait en savoir davantage sur le système de levage pour aller plus loin...
S'il est "rigide", une solution à 3 câbles possède une vertu: l'isostatisme, qui permet de connaître les efforts dans les câbles, et de se rapprocher d'une égale répartition en choisissant une disposition appropriée.
A noter que le problème est de même nature pour la charge, représentée par une masse distribuée, elle aussi répartie sur 4 zones...

Cordialement


levage03.png
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Je teste ca demain, un énorme merci ;)

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Donc pour être sûr:

Je peux garder les 4 déplacements imposés au niveau de mes anneaux? Quid de l'exclusion des anneaux du calcul? Je prend note pour le soulèvement sur 2 brins. Merci beaucoup

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Bonjour Clément,

Il s'agit d'un modèle, c'est donc vous seul qui décidez quelles hypothèses sont adaptées ou non... Vous pouvez conserver vos 4 déplacements imposés, en gardant à l'esprit que vous avez modélisé la situation la plus favorable du point de vue de la charge dans les câbles (70% de la CMU de l'anneau), et sans doute des contraintes dans le cadre.
Le soulèvement avec 3 câbles (en fait 2) vous donne le modèle le plus sollicité (avec une charge centrée). Probablement celui qu'il faut prendre en compte pour des raisons de sécurité : effort sur un anneau de 13,6 kN pour une CMU de 10 kN. Ça commence à poser question...

Pour répondre à vos doutes, il faudrait en savoir davantage sur le système de levage, de façon à s'assurer que le modèle est une bonne image de la réalité:
- les câbles parallèles (suggérés par les axes, mais le sont-ils ?) laissent penser qu'il y a un système de palonnier en partie haute : vrai ou faux. S'il sont convergents vers un accrochage unique centré, il faut modéliser de façon à incliner les efforts...
- s'agit-il de câbles ou de chaînes, plutôt rigides, ou de sangles plus déformables. Les attachements sont soignés ou "rustiques", avec réglage ou non des longueurs par tendeur(s) ?

A défaut de faire une simulation 100% conforme au réel (lequel ?), l'analyse des résultats doit valider la construction dans la situation la plus défavorable. Dans cette étude, le cadre paraît généreusement dimensionné, ce sont davantage les anneaux qui méritent l'attention.
Ils font partie du calcul avec l'hypothèse d'un parfait encastrement dans la structure. Je pense qu'il ne faut pas se fier à la simulation pour ce qui les concerne: maillage peu adapté, mode de chargement discutable, modélisation des soudures...
Pour eux comme pour les câbles, il vaut  mieux faire confiance aux fabricants, sur la base de la CMU qu'ils donnent pour le choix de leurs composants.

Bon WE.
 

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