choix des matériaux

hummm, plein de bonnes idées a prendre... pour bientôt....

oui, ok Steph, mais on est sur du très fin, (moins du millimètre) çà va pas chercher loin...
et il faut un peu plus jongler à la mise sous mylars pour que cette mèche reste droite...
mais , oui, rien d'impossible...

Bonsoir,

j'ai fait une petite expérience qui illustre bien à mon avis ce qui se passe lors de la torsion d'une aile.

Si vous cherchez à passer le temps au petit coin...
En récupérant un rouleau en carton et en y plantant deux tiges on peut se bricoler ceci:


On a donc un tube cylindrique creux sur lequel on peut évaluer rigidité et résistance à la rupture.
Sans donner de formule précise, on peut dire que:
A épaisseur constante (faible) et pour un matériau donné: La rigidité dépend du cube du diamètre, la résistance dépend du carré du diamètre.

Ensuite on fend le tube dans la longueur:


On se rend ainsi bien compte que dés que la section est ouverte, on perd toute rigidité en torsion, on voit également pourquoi il faut mettre les tissus à 45° car c'est le meilleur moyen pour empêcher le cisaillement de torsion et donc le glissement au niveau de la découpe du tube (une moitié des fibres en traction à 45°, l'autre en compression)

Jusque là, rien de bien palpitant, ce qui amène la suite:
On rescotche le tube sur la découpe:


Et là: miracle, si le scotch est bien posé avec le raccord de carton bien ajusté: on retrouve exactement la même rigidité que le tube initial.
Par contre, on atteint la rupture pour un effort plus faible: le scotch se décolle.
En fait, le scotch ne peut pas se déformer car il travaille sur une largeur quasi nulle (la jonction du carton).
Par contre, il finit par se décoller: on atteint la limite de cisaillement de sa colle.
Si on double cette surface de collage (scotch deux fois plus large), on double la résistance à la rupture.

Ensuite: dernière étape, on découpe une bande de 5mm de carton puis on le scotche solidement:



On observe un comportement "dégradé":
La rigidité en torsion dépend de la hauteur de scotch cisaillée.
La résistance à la rupture dépend de la surface de collage des scotchs.

Si on fait une analogie avec une aile, on peut conclure plusieurs choses sur la torsion:

Dans le cas d'un caisson fermé par les tissus, pour une même surface de section:
La résistance dépend des surfaces de recouvrement des tissus et de la résistance en cisaillement des colles ou résines.
La rigidité dépend des tissus (voir le post de JC: le meilleur compromis est le carbone, sauf pour le prix)

Dans le cas d'une aile pleine sans fermeture des caissons:
La résistance dépend de la résistance au cisaillement de la mousse
La rigidité dépend de la hauteur de mousse cisaillée: d'ou l'intérêt éventuel d'un "G" box (pour répondre à André), car si on diminue la hauteur de mousse cisaillée (avec un plat carbone par exemple), on augmente la rigidité (mais pas la résistance)...

Pour conclure sur la torsion, en regardant les ailes creuses du commerce, on se rend compte que la vraie recherche est dans la rigidité et non dans la résistance: en effet le plus souvent les plis ne sont pas continus au bord d'attaque, les ailes sont simplement collées bord à bord, c'est donc à ce niveau qu'elles cassent lors de chocs mais pour le vol c'est apparemment suffisant...

La solution de JC pour ses ailerons est trés bonne, j'ai vu de près et c'est béton, ça associe résistance et rigidité (si le recouvrement au bord de fuite est non nul)

Voila, demain, j'essaie de faire un topo sur la flexion et le flambage local.

A+

Salut Basile

bien joué pour le topo
de mon côté, je vais continuer sans prétention mon expérience avec le HM reçu dans le sens de l'envergure, pour en avoir le coeur net, et que çà serve d'exemple.

vivement la suite.

basile ginel a écrit:

On se rend ainsi bien compte que dés que la section est ouverte, on perd toute rigidité en torsion, on voit également pourquoi il faut mettre les tissus à 45° car c'est le meilleur moyen pour empêcher le cisaillement de torsion et donc le glissement au niveau de la découpe du tube

J'extrais ceci de son contexte, pour plus tard... je le distille, même
la question m'intéressant depuis quelques pages, c'est quelle est la force applicable pour provoquer le dit cisaillement, voire quelle est l'élasticité réelle acceptable en torsion dans le cas de l'utilisation d'un bon UD stratifié avec une bonne résine...
le tout pour ma recherche d'un compromis acceptable

pour faire un parallèle, si le rouleau de PQ suffisait, c'est tout bénèf, pas besoin de plus
mais ok, je sors...
je suis loin...oinnnn

Christophe, torsionnaire amateur

Attendons le topo sur le flambage local...
Je sens qu'il y a une explication au fait que.... l'UD utilisé là où il serait préférable d'avoir du tissus à 45° donne d'assez bons résultats. mais pas forcement meilleurs..
Basile, j'espère que tu ne vas pas finir comme Howard Hughes, cerné par les papiers essuis-tout...

Salut,

Effectivement il est trés probable que l'UD apporte une certaine rigidité en torsion, même sur un aileron, mais c'est bien moins efficace que du 45° en théorie... En pratique c'est probablement suffisant et peut être plus facile à faire... bref, faut essayer.

En ce qui concerne la rigidité et la résistance de l'aile en flexion:

Pour une section d'un diamètre "D", avec une épaisseur de peau "e" petite devant "D" on obtient une rigidité en flexion qui est proportionnelle au cube de "D".

Pour la résistance, c'est un peu plus compliqué, surtout lorsque la peau est vraiment trés fine devant le diamètre de la section, on commence à avoir des problèmes de flambage local.

Lors de la flexion d'une aile, la peau de l'intrados est en traction, la peau de l'extrados est en compression, lors d'une charge trop importante, la peau plie localement (c'est valable également pour les fuselages, tous les fuseaux que j'ai vu casser se plient localement sur le flanc comprimé).

Ce pliage arrive bien avant la limite de rupture des matériaux employés, c'est donc assez frustrant. Pire: ça ne dépend presque pas des matériaux utilisés...

Si on prend une feuille de papier (parce que je sens qu'avec le rouleau de pq je vais me faire chambrer pendant quelques années):



Sans rien faire, la résistance en compression est nulle: ça flambe tout de suite.

On obtient un début de résistance dés qu'on met une courbure, plus le rayon de courbure de la peau est petit, plus c'est résistant au flambage:



Si on fait un petit pli, on peut aussi former un raidisseur, qui est trés efficace pour stabiliser la peau:



En fait, on peut à mon avis vraiment améliorer la résistance d'une aile si on trouve le moyen de repousser ce flambage.

La résistance au flambage local est en fait directement liée à la rigidité en flexion de la peau seule.
Pour augmenter cette rigidité, il y a en fait une multitude de solutions:

-augmenter l'épaisseur de la peau (sur des ailes creuses par exemple)
-ajouter localement des profilés de carbone (petits raidisseurs en plat carbone vertical, rond de carbone, etc...)
-n'importe quelle solution légère et facile à faire pour empêcher la peau de plier... sachant que si on a amélioré la rigidité en flexion de la peau seule, on a amélioré le comportement au flambage.

Pour l'exemple: le fuseau du yéti est pensé comme ça, il résiste bien avec simplement une couche de carbone 80g car sa "peau" en sandwich de 2mm d'épaisseur est très résistante en compression.

A bientôt, j'espère que ça apportera de l'eau au moulin des gens qui construisent.

basile ginel a écrit:

Salut,

Effectivement il est trés probable que l'UD apporte une certaine rigidité en torsion, même sur un aileron, mais c'est bien moins efficace que du 45° en théorie... En pratique c'est probablement suffisant et peut être plus facile à faire... bref, faut essayer.

Reste à savoir quel tissu (qualité et quantité de fibres croisées) sera équivalent pour la rigidité en torsion.

il se peut que l'UD bien stratifié soit aussi résistant que du 50 gr FDV à 45° pour une certaine application.
A voir,

mon sentiment,
d'un côté, on a l'extraordinaire propriété du carbone en traction, des fibres nettement plus sérées que sur un tissu à 45°, dont les fils sont juxtaposés avec un espace entre elles... laissant place à la fameuse résine , dont la qualité elastique est bien plus à l'épreuve pour le coup !
certes, les fibre du tissu à 0° tiennent celles qui sont à 90°...
les fibres d'UD sont juxtaposées par milliers, par forcément d'une façon exactement parallèle, (à voir si on écrase un peu, aussi) et avec très peu d'écart entre chaque microfibre.

C'est résistant jusquà un certain point en cisaillement,

de quoi a t on réellement besoin?
d'elasticité Zéro ou de résistance au cisaillement ?!

c'est là la vraie question, car c'est la résine qui tient tout d'un côté, et le tissu qui fait tout pour l'autre
see what I mean ?

personne ne va tordre une aile de F3K par plaisir.ou alors faut lancer comme une merde par grand vent.
par contre, le fait que l'aile ait une bonne nervosité en torsion, à faible sollicitation

Raaah j'en sais rien, c'est ce que mon intuition me dit...mais on peut se tromper

il faut essayer et puis point barre.

Non non, c'est très bon la démonstration avec des objets familiers!

Quand je parlais de flambage en utilisant de l'ud là où un tissus à 45° est conseillé, c'est bien dans la courbure, en avant de l'épaisseur max. in the C box, man.
S'il y a rupture, je suppose qu'on parle de flexion de l'aile, c'est, tu dis, probablement coté compression. la peau peux se décoller ou pénétrer la mousse très localement (au regard de la courbure). ou les deux.
Pour se décoller, le tissus vas travailler en tension dans diverses directions?dont celle courbée du profil? avantage du tissé à 45° sur l'ud? Là, il me faudrait une démo... j'imagine un avantage aux tissés sans comprendre quelle direction serait optimale
Pour pénétrer la mousse, ça parait plus probable, c'est très localement que la peau poinçonne la mousse. trop localement pour avoir l'avantage de la courbure? Mais un tissus à deux directions devrait opposer une résistance à peine meilleure, non? de l'ud, ça se délamine plus volontiers.

Je pensais à ces grands dômes architecturaux en béton très fin au regard du diamètre du dôme. dôme, donc double courbure. et nos ailes, simple courbure sur une aile en trapèzes (et encore, pas de partout).
Je pensais aussi aux dômes géodésiques qui, pour être résistants, tirent parti d'un maillage fin au regard du diamètre du dôme (pour une question de flambage des poutres).. jusqu'au moment où il y a flambage de la structure entière. la solution semble être de faire deux peaux avec des liaisons entre les deux (ex: dôme de l'expo universelle de Montréal).

Pour l'aileron, j'avais donné mon impression plus haut: sans cloison, l'aileron qu'on viens de couper n'est guère plus résistant à la torsion que ton échantillon non scotché. Avec la cloison, il a la résistance de l'échantillon avec scotch. et il viens facilement à l'esprit de faire cette cloison avec un tissus à 45°.

Quand tu parlais de faire des échantillons représentatifs du travail des tissus sur une aile, je trouvais l'idée bonne mais couteuse en temps/tissus... et j'étais déjà curieux de voir quels échantillons seraient à envisager pour obtenir des résultats (positifs et négatifs).
J'ai imaginé qu'on pouvait aussi faire un fond de photos de planeur cassés. et je crois que Jean Claude avait laissé un lien vers des photos de fatigue et de flambages variés de tubes.
a + et merci. C.

Pour régler la question de flambage, je voulais essayer, si possible dans un moule, le congé. Un tissus, des baguettes, un autre tissus, un coup de vide. Avec la possibilité d'orienter les baguettes dans différentes directions. Bof bof?...ou sur une aile pleine, avec des saignées, un tissus (ou des bandes), les baguettes, le deuxième tissus et son mylar?...
Quand l'Alliaj HM était annoncé, j'ai imaginé que c'était peut être la solution qui avait été retenue. Et non, c'est pas le cas... je crois qu'il y a une peau balèze et des longerons.

Salut,
J'ai testé une autre piste à savoir donner une meilleure tenue de l'ud en longeron en le rendant "autoporteur" en stratifiant ud/airex 1mm/ud .
Conséquence recherchée, sur le "longeron" extrados (celui qui pose soucis), la peau inférieure du bidule travaille en ...traction et retarde(rai) d'autant l'écrasement de la mousse.
La finition étant à chier (saignée mal calibrée) sur cette demi aile d'un m, je suis prêt à faire un test de rupture si quelqu'un d'éclairé donne le bon protocole.
Bertrand Civade

trempez le dans l'eau, trempez le dans l'huile et vous aurez un escargot tout chaud
bon je sors
très bien il faut comparer les méthodes de fab et les matériaux entre eux, mais quel effort mini il faut pour être sans risque de rupture et le plus léger possible