tube alu pour barre

Ayant cassé ma barre bois lors de la dernière sortie, je suis parti pour la remplacer par une barre alu.
Croyez-vous qu'un tube alu diamètre 30, épaisseur 2mm sera costaud, j'imagine que oui mais j'ai très peu de connaissances et d'expériences en résistance des matériaux.

Gérald

à mon avis, avec 2mm d' épaisseur, elle sera très lourde.
sinon tu peux faire le même système que moi avec deux tasseaux de samba assemblés en parallèle, c' est léger, rigide, et assez esthétique, et ça occuppe entre deux saisons

salut
nous aussi nous avons changé notre barre en bois par un tube de wishbone de planche à voile en alu qui doit faire 30mm et ç à tient.

J'ai personnellement fait des barres a base de manche de pioche;
Un coup de rabot électique sur pile et sur face; moins de 10'.

A "V" la barre, c'est mieux!

le tube alu du whishbone doit être plus léger et un diamètre un plus gros, certainement plus approprié
en fait , dans le tube dont tu parles, l' alu est trop épais. dernièrement, j' ai voulu me faire un stick alu, j' ai acheté un tube de 20mm de diamètre, assez épais (2mm je pense) et quand je l' ai pesé par rapport à une tige de bois de 14mm, j' ai laissé tomber.
notre expert en calcul des structures, thibault, te confirmera et peut être t' expliquera de A à Z que pour une même rigidité, on peut augmenter le diamètre, diminuer l' épaisseur et gagner du poids

Ok, je vais essayer de décomposer :

Hypothèses :

Inertie du tube de diamètre exterieur 30mm et d'epaisseur 2 mm : I = (PI x 30^4 / 64) - (PI x 26^4 / 64) = 17 330 mm4

Contrainte admissible de l'aluminium de qualité courante : S.alu = 65 MPa
Module de Young aluminium : E = 69000 MPa

Longueur L de la barre du bateau de Lodge (de la tête de safran jusqu' à la fixation de stick) : 1,16m = 1160mm (c'est du moins la longueur sur le mien)

Les forces agissantes sur la barre sont :
- au niveau de la tête de safran : un moment provenant de la force de l'eau sur la lame de safran. (la tête de safran n?est pas représentée ici)
- Une force tranversale F au bout de la barre, correspondant à la prise en main assurée de Gérald alias Lodge.
(et la réaction d'appui de la tête de safran, compensant la force transversale due au stick, non représentée ici car n'intervenant pas dans le calcul)

Calcul du moment maximal admissible par la barre :

La courbe des moments est la suivante :

Le moment est maximum à la jonction barre / tête.
A cet endroit, la contrainte a pour valeur :
S = M x y / I,
Où y est la position du point considéré par rapport à l?axe neutre (ici le centre du tube). La contrainte est maximale sur la fibre extérieure du tube, donc à y = d/2 = 30/2 = 15 mm

On détermine alors le moment maximal applicable de la façon suivante :
Mmax = S.alu x I / y
Mmax = 65 x 17330 / 15 = 75 090 N.mm, soit 7,5 kg.m (c'est- à-dire une force de 7,5 kg exercée sur un bras de levier de 1m)

La section d?alu proposée par Gérald résistera à un couple de 7,5 kg.m, soit à une force exercée sur le stick de 7,5 x 1,16m = 8,7 kg. Au dela, la barre ne cassera pas tout de suite, mais se déformera de façon irrémédiable.

Vérifions à présent la flèche (déformation) de la barre :

Partons sur l'hypothèse max, Yvon (c'est- à-dire un solide gaillard pour ceux qui nous liraient pour la première fois) à la barre, exerçant une force de 8,7 kilos ( soit 87 Newton) sur le pauvre stick.

Calculons la flèche (déformation) en bout de barre dans ce cas :
Le moment maximal à la jonction barre / tête est de M = F x L = 87 N x 1,16m = 75,090 N.m

On cherche la flèche en bout de barre. Le système associé est donc le suivant, avec une force unitaire placée à l?endroit où l?on désire la flèche : (Et M = F x L = 1 x 1,16 = 1,16 pour ce système unitaire)

On peut alors calculer la flèche :

f = L/EI x 1/3 x (75090) x (1160) (Le 1/3 est un coefficient donné par les intégrales de Mohr)
f = 1160 / (69000 x 17330) x 1/3 x (75090) x (1160)
f = 84 mm, soit 8,4 cm. (énorme !!)

La flèche de la barre sous la contrainte maximale (8,7 kg sur le stick) est de 8,4cm.

A noter que la flèche est directement proportionnelle à la force appliquée sur le stick. On peut utiliser la règle de 3 pour trouver la déformée pour une force sur le stick de 2 kilos par exemple (valeur raisonnable et fréquemment atteinte quand il y a du vent, je dirais ?) : f = 8,4x2 / 8,7 = 1,92 cm. : pour une force sur le stick de 2 kilos, la barre se déforme de presque 2cm, ce qui est déj à beaucoup !!!

Conclusion :

Le tube proposé peut aller, et n?est pas trop surdimensionné. Mais dans tous les cas, ce ne sera pas forcément la résistance ultime qui dimensionnera la barre, mais la déformation que tu tolèreras.

J'ai regardé rapidement pour le tube de 20mm : il est très limite (résistance max avant déformation irrémediable : 3,5kg sur le stick), mais surtout aura une flèche encore plus importante (et donc bien moins de précision à la barre).
Comme dit Luc, si tu augmente le diamètre et diminue l'épaisseur, tu augmentera l'inertie, et réduira poids et flèche. Mais sera plus fragile aux chocs.

Dernière chose : c?est le mode de fixation de la barre sur la tête de safran qui sera primordial, car cette liaison reprendra l?ensemble du moment. A Quiberon, quelqu?un (je ne sais plus qui) avait pour barre un tube alu fendu à son extrémité pour être encastré sur la tête de safran. Ca n?a pas tenu. (l?alu avait travaillé lors de l?ouverture de la fente)

De toute façon, sur un bateau bois, oublie l?alu, c?est moche, je préfère les solutions de Luc et de Maréchal !

Bonne chance.

PS : le pifomètre, ça fonctionne aussi. Et quand on a des doutes, c'est que ça ne tiendra pas (enseignement confirmé ces dernières régates par le vaurien sofa'r away)

Entierement d'accord avec toi Thibault!!!!J'avais récupéré un wish bone de Dufour avec lequel j'ai fait un tangon qui à très bien tenu car je n'ai pas touché à la structure meme du tube... :rabbit: Par contre la barre que j'avais fabriquée à 1 heure du matin le samedi de la régate de Quiberon (et sur laquelle j'avais des doutes :roll: mon pifometre n'etant plus opérationnel à cette heure l à )m'a lacher au bout de 100 metres avec le résultat que l'on connait au classement :elephant: :elephant: .Personnellement,j'aime bien un peu d'Alu,ça donne un petit coté moderne !!!J'ai donc refait une barre en Alu mais en la renforçant avec une cale en bois intérieur au niveau des point de fixation sur le safran et 2 réglèttes inox en pont.Esthetiquement j'aime bien;au niveau du poids on peut discuter :scratch: :scratch: Par contre mon pifometre me dit que l à,ça tiendra...........;A voir avec un départ au lof sous Spi,???!!!!! :oops: :twisted: :twisted: Si on fini par autoriser le spi en Classique :bounce: :bounce: :rendeer: et bonne nuit à tous

Merci Thibault.

Je vais me faire une barre en bois cet hiver, plus courte que l'actuelle. Je vais donc piocher le sujet.

so far away écrit: ...au bout de 100 metres avec le résultat que l'on connait au classement

Y a peut être pas que cela !!!

so far away écrit: ...Si on fini par autoriser le spi en Classique ...

ouais et les renforts du puit de dérive en carbone aussi, non mais.


:flower:

Non !Y'a pas que cela,y'a de la pomme aussi P
Ca va saigné à la prochaine régate:échangerait renfort contre autorisation de spi..!!!!!Fiabilité et pifometre:les 2 mamelles du vaurien :flower: :roll:

Je ne pensais pas que ce sujet irait si profondément dans la technique, merci à tous pour vos avis et à Thibault pour ses calculs.
Je pense que je vais quand-même essayer l'alu. Pour le poids, vu le poids de la tête et du safran lui-même, ca ne changera pas grand-chose.

J'en ai vu en laser qui ont des barres titane... Ca fera encore plus moderne que le carbone :silent:

J''étais sans doute fatigué hier soir quand j'ai écris mon message, et il y avait une erreur (d'unités), quej'ai recorrigé. La barre alu creuse de 30mm est pas mal, et je ne descendrais pas en dessous,sinon elle se déformerais trop.

A ta disposition Gérald !

j'avais bien remarqué qu'il y avait une erreur dans le calcul de Thibault :joker: de toute les façons ce n'est pas la peine de vous escagasser,Gérald alias "LODGE"est une brute :tongue:

quelle horreur, je me retrouve en cours de RDM de mon école d'ingénieur! :affraid:

Bon ,il doit y avoir des restes puisque cela me revient en voyant les calculs de Thibault. :study:

ce qu'il faut en retenir, c'est que pour avoir une contrainte constante dans le matériau, quel que soit celui choisi, la forme idéale est une section décroissante, de la tête de safran vers la prise en main. C'est de cette façon que l'on optimisera au mieux le poids. :cheers:

Plus facile à faire en bois qu'en alu, en tout cas!

T'es mal barré mon pauvre Gérald! Je peux te prêter une barre "manche de pioche" pour le 11/10 si tu veux.

A "V"