Soudure Apothème par connecteur

Bonjour ,

Si quelqu’un s’est penché sur l’exploitation des contraintes du connecteur, j’aimerais échanger avec lui sur le forum, j’ai des interrogations sur les valeurs proposées …

Ne pas tenir compte du dépassement de Re.
Je cherche à faire coïncider le calcul manuel avec les contraintes obtenues par le connecteur soudure…

unités conversion
Diamètre du tube (profilé) d 3 inch 88,9 mm
Inertie Ju 21,20575041 inch^3 551817,1124 mm^3
Inertie J 0 inch^4 12874445,05 mm^4
Apothème de soudure inch 33 mm
Contrainte de cisaillement Tau’’ 0,887091359
Moment de torsion Mr 11420808,96 N.mm 11420,80896 N.m
Contrainte admissible Tau’’ 20 Kpsi 137,8951459 N/mm²
Rayon (couple) r inch 205,4 mm
20 Kpsi = 137.8951458636 N/mm²
6,894757293
bras de levier à l’axe du tube r cumul 1,5 inch 38,1 mm
Force Exercée F solution 12,5 Kips 55602,77 N
F c 22,54559217 Kips 100287,7901 N
1 Kips = 4448.2216 Newton



image

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Bonjour @spectrum

Je vais être un peu sec et je te pris de m’en excuser.

Le seul connecteur que je n’utilise pas c’est celui-ci.

Car il est trompeur par rapport à la réalité de ta pièce en atelier en post-soudure.
En plus regarde vraiment les choix des différents type de soudure (à part le cordon continu)

Je préfère les abaques de soudure qui prennent mieux en compte les différents type de soudure. Sans compté que dans la vraie vie il y a des écarts entre soudeurs et même chez le même soudeurs fusse-t-il dûment certifié.
Il n’y a guère que les robots de soudure qui permettent de se rapprocher du calcul PEF.

Je trouve curieux que le petit trou du maneton soit aussi bleu alors que c’est lui qui va se manger le maximums d’efforts.
Je remarque aussi que le tube est encastrée dans ton maneton (levier de commande).
Je ne vois pas si la soudure est des deux cotés.
Normalement l’effort doit être sur l’axe du petit trou en haut du levier de commande et l’effort de blocage du tube en rotation du tube tangentiel. (on ne voit pas ce qui bloque le tube en rotation).

Si je vois bien tu fais une étude statique or ce type de montage est soumis à des vibrations et des chocs lors des démarrages- arrêts.
Or les soudures cèdent la plupart du temps du fait des vibrations ou des pointes des efforts au moment des démarrages arrêts. (j’ai eu récemment l’exemple d’un bris de machine dû à une soudure mal évaluée)
Il faut d’ailleurs connaître le nombre de démarrage arrêt ainsi que les conditions d’utilisation (automatisme avec ralentissement ou action manuelle) notamment en cas d’arrêt coup de poings.

Indépendamment de ta demande, il faudrait que tu nous en dises un peu plus sur les conditions de tous tes paramétrages.
Si tes pièces sont solidaires ou non (ex sans pénétration) et donc ne sont réellement tenues que par la soudure et les contacts sans pénétration.

Je dis ça car si tu compares la F E M A avec ton calcul manuel il est peu probable que tu trouves les même résultats.

Je crois que le plus simple serait de poster ton ASM avec un « pack and go » pour que l’on puisse vraiment poser un diagnostique de ta simulation.

Cordialement

(PS : Cf. plusieurs discussions sur les soudures et connecteurs soudure )

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Bonjour,

Perso utiliser une modélisation en surfacique pour un problème de cette taille c’est clairement une hérésie.
Le seul intérêt de cette simulation serait éventuellement de mieux comprendre les résultats de simulation au niveau de sa gestion des soudures entre coque (mais l’aide de SW doit déjà pas mal expliquer comment c’est calculé et quelles sont les hypothèses).

J’aurais le même calcul à faire je dessinerai en volumique (y compris le volume exact des soudures). En multicorps solidaire ou monocorps fusionné suivant ce qui est recherché.

Mais que le résultat soit une soudure de 30mm sur un tube qui fait 88.9mm de diamètre extérieur, clairement il y a un gros soucis quelque part (conversion, unités, valeur du module d’Young …)

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Bonjour,
Voici ma simulation en pièce jointe.
J’utilise les coques pour avoir un accès au connecteur soudure, seulement j’ai basé mes coques (3.5 mm) sur 0.7x épaisseur de mon tube ISO, la variation de coques provoque une répercussion sur la contrainte de déformation mais pas d’influence sur l’apothème de soudure.
Avec un coefficient de 3 , et une résistance de la soudure imposée de 137 N/mm² j’obtiens bien un cordon de 30 mm.
MAQUETTE M1.7z (4.1 MB)
En réduisant le coefficient de sécurité de 3 à 1,25 et une résistance à la rupture du S235 à 390N/mm² j’ai l’apothème à environ 5 mm. Ce qui devient plus réaliste, et par calcul je trouve 6.35 mm ce qui se rapproche mais pas avec une résistance pratique de soudure à 137,39 N/mm² pour supporter un effort de 55602 N.
Voilà mon problème posé, je ne retrouve pas mes valeurs…

unités conversion
Diamètre du tube (profilé) d 3 inch 76,2 mm
Inertie Ju 21,20575041 inch^3 347499,9892 mm^3
Inertie J 3,748116385 inch^4 1560083,826 mm^4
Apothème de soudure 0,25 inch 6,35 mm OK proche de la simulation
Contrainte de cisaillement Tau’’ 1,26730323
Moment de torsion Mr 118,75
Contrainte admissible Tau’’ 20 Kpsi 137,8951459 N/mm²
Rayon (couple) r 8 inch 203,2 mm
20 Kpsi = 137.8951458636 N/mm²
6,894757293
bras de levier à l’axe du tube r cumul 9,5 inch 241,3 mm
Force Exercée F solution 12,5 Kips 55602.77 N
F c 15,78154267 Kips 70199,79901 N
1 Kips = 4448.2216 Newton

Merci pour votre aide.
Spectrum

coque réduite


Coque avec l’épaisseur totale des pièces mécaniques.

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Bonjour,

La soudure est des deux cotés, l’idée était de décoder et analyser les contraintes relevés par le connecteur pour orienter ensuite une étude de conception à partir des valeurs de la simulation.
Concernant l’usage de la pièce et les conditions et les cycles… pas toutes les informations à ce stade, je peux faire des essais de rupture sur des prototypes pour commencer.
Merci pour vos remarques.

Spectrum.

P.S:
Je vais modéliser le cordon par balayage c’est le conseil diffusé sur le forum et j’aurais les contraintes par sondes.

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Bonsoir @spectrum

N’oublie pas de laisser un espace de 2/10 à 5/10 de mm sur les rayons et de déclarer que ces deux pièces ne se touchent pas (anciennement contact sans pénétration) de façon à n’avoir que les contacts des cordons.
Sinon le contact tube maneton doit déjà être bien résistant sans soudure.

Cordialement

PS : je vais radoté (si si !) Il faut mettre les partie fixes et l’effort correctement ce qui n’est pas le cas quand je vois les dernières images postées.

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OK merci je vais mettre du jeu.

J’ai décidé de creuser un peu plus le connecteur soudure et arriver à exploiter les données des contraintes de cisaillement et de traction.
Mon problème posé.

Avant pour comprendre le connecteur je suis sur deux pièces soudées avec deux cordons
Voici ma note de calcul à la main …
J’arrive à des valeurs de contraintes que je ne retrouve pas dans le connecteur.
J’ai en données initiales la résistance imposée de ma soudure à 140 N/mm² ma charge en porte à faux externe de 12100 N avec un bras de levier de 150 mm;
Je détermine mon centre de gravité par rapport au premier coin en opposition directe au couple de torsion généré et je suis loing très loing des valeurs de SOLIDWORKS.
Si une personne est familère de ce connecteur je suis preneur de piste d’amélioration sinon je vais passer à un autre simulateur pour comprendre par comparaison.
Merci pour l’aide.


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le calcul du Mr , M est le couple en N.m ici mon bras de levier brut avec ma force imposée de 12100N (imposée par la qualité de la soudure).
Le r c’est de l’angle au centre de gravité des deux cordons de soudure parallèles.
En équation au dimension, j’ai N.mm (le M) et r en mm.

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Pourriez vous poster votre ASM en pack and go (en incluant les résultats de la simulation).

Car je ne vois pas tous les paramètres.

Cordialement

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Bonjour Zozo_mp,

Merci pour regarder mes paramètres, je suis bloqué sur l’interprétation qui s’éloigne de mes calculs…Les contraintes données pour les cordons, si je fais une exploitation de son apothème à lui, à partir du connecteur, comme le sien est plus important j’intègre bien que la contrainte soit plus faible pour s’opposer à la force initiale ( celle-ci ne change pas c’est ma donnée initiale).
Cordialement.
TD N°2.7z (31.9 MB)

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Bonjour @spectrum

Bon ! Aïe ! je vais encore être obligé de vous dire que cela ne va pas ! Désolé !

Je crois qu’avant de vouloir faire dans SW des triples sauts arrière carpés suivi d’un Tail grab enchaîné avec un back flip il faut mieux comprendre le fonctionnement de SW simulation.

En attendant :woozy_face:

Si votre objectif est bien de tester l’équivalent des cordons de soudure il faut vous y prendre autrement.

1°) tel que vous avez mis les interaction entre les composants cela reviendrait à avoir une seule pièce qui serait créée en un seul volume.
De ce fait vous ne pourrez jamais voir quoi que ce soit au niveau des cordons.

2° pour le problème précédent de l’apothème je vous ais suggéré de mettre un espace entre les deux pièces soudées, mais je vois que vous ne tenez pas compte de cette suggestion.
Cela peut paraître idiot mais c’est le seul moyen pour que la simulation ne colle pas les deux platines ensembles et la considère comme un seul volume.

Petit problème je suis en version 2022 donc je ne peux vous retransmettre mes résultats.
Comme vous êtes étudiants et sympa, je vais vous faire une petite vidéo, vous l’aurez dans l’aprés-midi.

Pour les commentaires entre la simulation et le calcul manuel je laisse @m_blt vous expliquer car il est enseignant et saura mieux vous expliquer.

Cordialement

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Bonjour,

En interaction de composant j’ai choisi libre, c’est ici mon erreur ?
Je vous remercie pour les aides, en pièce jointe un PDF de recherche d’apothème sur une oreille de levage pour une cuve, avec des captures de mes cordons.
Cordialement.

Spectrum.
Cordon de soudure.pdf (568.0 KB)

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Bonjour @spectrum

Voici la vidéo promise !

A noter que je ne répond pas à votre question qui est de comparer les résultats du calcul théorique et du calcul issu de la simulation (sympa le zozo ! )

Je me suis attaché surtout à montrer ce qui se passe au niveau des cordons car ce qui important c’est de comprendre la matière. Accessoirement commet il est possible d’utiliser la simulation avec certains paramètres et résultats.

Cordialement

Soudure en simulation _V1a.rar (39,1 Mo)


Dites moi si le fichier non- compressé est utilisable, j’ai des doutes . (en attendant vous avez la vidéo zippée)

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Bonjour,

A l’aide de votre vidéo, vous me donnez la trame à respecter pour comprendre la mise en place d’un cordon de soudure dans un assemblage( ou laisser un jeu fonctionnel, j’étais en balance pour me servir d’un mur virtuel, mais vous ne l’utilisez pas, je peux connaitre la paramétrage des contacts de liaisons:

  • en premier on supprime la liaison donnée par l’assemblage ( OK , NOK)
    -en deuxième contact pas de pénétration des deux pièces (OK, NOK)
  • pour les cordons volumiques quelle est l’option à utiliser ?
  • pas de pénétration (OK, NOK)
    -solidaire (OK,NOK)

. J’avais échangé sur la recherche de flexion sur un axe de liaison pivot sur le forum et l’usage de la ligne de séparation était l’outil conseillé à utiliser.

Je ne connaissais pas dissection de conception mais là, c’est très démonstratif sur l’étendue des contraintes à l’intérieur d’une zone localisée, à la base cachée. Je vous remercie pour cet outil de visualisation.Pas de problème sur ma volonté de croiser les résultats à la main et le connecteur, j’avais utilisé le connecteur uniquement pour avoir des réactions de contraintes, mais avec votre approche volumique je peux sonder la zone critique et me rassurer sur la tenue
mécanique. La démarche par calcul est de partir des surfaces du cordon cisaillée et de ne pas dépasser la contrainte de la soudure, c’est une donnée imposée qui en sortie m’informe de la longueur des cordons compatibles.
Votre démonstration me permet de mieux percevoir le comportement du cordon, c’était bien ma demande initiale, je suis content d’avoir un outil supplémentaire dans ma boite ! Merci
Dans le cas des charges combinées, le déversement est instructif.

Spectrum.

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Bonjour @spectrum ,

Quelques réflexions dans le doc joint, sur la base de votre modèle de platines mécano-soudées.
L’idée étant de comparer l’approche « volumique du cordon » avec l’approche « connecteur » du module simulation EF de SolidWorks.

Bilan en deux mots: une certaine convergence des comportements, avec des écarts de l’ordre de 10%. Et le soupçon d’une singularité dans l’approche volumique, qui rend délicate l’analyse des résultats.

Quant à comparer les résultats de ces simulations à ceux d’une approche « manuelle » (en fait théorique), j’ai du mal à l’imaginer…
En particulier, quelle réponse donner à la question : comment évaluer la distribution des efforts dans les cordons de soudure, préalable indispensable à une évaluation des contraintes ?
Peut-être l’Eurocode donne-t-il des éléments sur ce point, mais je ne le connais pas suffisamment.

Cordialement.

Soudure.docx (1,9 Mo)

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Bonjour @m_blt,

Je viens de lire votre analyse et cela m’oriente plus vers l’usage des efforts dans les cordons. En fonction de l’approche utilisée, la convergence des résultats permet d’avoir une bonne idée des choses.
Concernant l’Eurocode 3 , je ne suis pas un spécialiste de cette norme cependant en l’appliquant je retrouve les valeurs des notes de calcul.
Le tau parallèle est validé (valeur proche) par contre le sigma n’est jamais dans la plage de mesure de mes essais, je vais donc suivre une analyse à partir des efforts et cela me convient déjà très bien, merci pour le travail effectué et les remarques/ conseils, en pièce jointe un note de calcul et un complément Eurocode 3 (les cordons), ma base utilisée.
Cordialement.

spectrum
Note de calcul.pdf (437,7 Ko)
Doc APK.pdf (336,3 Ko)
Eurocode 3.docx (497,2 Ko)

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Bonjour @spectrum

Merci pour votre retour :smile:

Pour vos 3 questions !

1°) Solidworks et Simulation sont deux applications totalement différentes.
de ce fait simulation statique se contrefout des contraintes de SW CAD. Il utilise le pré-positionnement des pièces entre elles et selon vos paramètres va gérer les contacts d’une façon ou d’une autre.

D’ailleurs vous remarquerez que la première action à laquelle il procède c’est la gestion des contacts il va analyser tous les contacts (aux noeuds) entre chaque pièce.

En fonction des critères et paramètres de simulation, il permettra ou non l’interpénétration entre les pièces "exemple l’ancienne fonction sans pénétration permettait d’avoir un écart entre deux pièces de plusieurs millimètres.
Si sous l’effet des efforts imposés étaient conséquent ces pièces finissaient par se rapprocher, puis se toucher sans pouvoir 'interpénétrer.
J’ai vu trop souvent dans la version inférieur à 2021 les personnes se focaliser sur le 'Sans pénétration sans avoir compris ce que je viens d’expliquer sur la gestion des contacts globaux.

Donc réponse à la question 1 et 3 = KO
Pour la question 2 le cordon dans le cas de votre assemblage est considéré comme une pièce triangulaire en contact avec les deux platines. Si vous avez mis au moins deux contraintes vous n’avez pas à vous en préoccuper. C’est la gestion des contacts aux noeuds qui gèrera.

Par contre un petit conseil si un jour vous faites des bâtis mécano-soudé avec d’autres pièces que les profilés soudées vérifier bien que toutes les pièces sont avec des contraintes (donc avec contact).

J’ai la version 2022 voyez si vous pouvez avoir la version étudiante 2022 ce sera plus simple si vous avez d’autres questions par la suite.

Cordialement

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Bonsoir @m_blt

Merci pour votre document instructif à plusieurs points.
J’ai lu attentivement votre document sauf que je ne trouve pas les mêmes valeur que vous (étrange). Pourriez poster votre ASM en pack and go pour que je puisse comparer nos deux versions et paramètrage.

Comment faites vous pour avoir les deux représentations de la page 3 (je ne connais pas).

J’avance un hypothèse pour la différence avec le connecteur !
Quand il y a soudure (donc fusion de métal entre les deux pièce plus la matière de la soudure Simu ne considère plus comme des contacts noeud à noeud entre 2 pièces, mais comme si les trois pièces était faite en seul corps (une seul PRT). On pourrait faire une seul pièce pour voir si l’hypothèse à une quelconque valeur.

Cordialement

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Bonsoir @Zozo_mp ,

Une première explication possible pour les écarts de valeurs entre nos modèles respectifs : j’ai réduit la charge extérieure à 2000 N. Également une collection de détails dans le paramétrage du modèle qui peuvent induire des différences.

Quant à l’écart entre le modèle volumique et le modèle connecteur, il ne me choque pas dans la mesure ou les modélisations sont différentes. Le module simulation de SolidWorks est parfois avare de détails sur les principes utilisés.

Pour les illustrations de la page 3, rien de bien mystérieux :

  • la première est un tracé de la contraintes de von Mises, en cochant la case « Afficher le tracé uniquement sur les entités sélectionnées » de la zone « Options avancées », puis en sélectionnant les faces à utiliser pour la représentation ;

  • la seconde est un affichage des valeurs d’efforts s’exerçant au niveau d’une surface : options « Résultats », « Liste des forces résultantes ».
    Sélectionner les faces ou arêtes à examiner, puis cliquer sur le bouton « Mettre à jour ».
    Selon l’origine de l’effort (charge extérieure, effort entre composants…), il faut cocher la bonne case dans la zone « Options ».
    Les moments sont également proposés si un point de réduction du torseur est sélectionné.

Le modèle est dans le zip joint (SW 2021)

2 cordons volumiques.zip (273,9 Ko)

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