Choix de nuance pour un arbre de roue.

[beton04f]

Bonjour à tous, ô fondus de la technique

Je poste pour une presque première fois ici, alors si je respecte pas le bon usage du forum, merci de me recadrer.

Je me suis amusé, l'été dernier à fabriquer un petit joujou marrant :

edit jms : suppression de la vidéo contraire à l'ordre public (cf règle 1 des règles de ce forum)

Je repars, cet été, sur un autre projet : une peugeot 106 de 300ch (2 moteurs de GSXR) :

Si ça vous amuse, vous pouvez suivre mes conneries là : CrazyMoto

Qu'est ce qui m'amène ici ?

Je suis en cours de réalisation et termine le dimensionnement des arbres de roues.

J'ai fais plein de mécanique dans tous les sens et j'ai réussi après moult litres de sueur, à trouver une formule magique qui me permet de connaitre la nuance d'acier (Résistance élastique à la traction en MPa) en fonction du diamètre d'arbre choisi.

Ma jolie formule magique est synthétisée dans ce joli fichier XLS : Feuille XLS
Mais on s'en fout un peu.

Ayant déterminé Re(diamètre), il faut que je trouve un compromis entre :
- une nuance bâtarde genre 200MPa avec un arbre gros, lourd (et les roulements qui vont avec)
- un arbre mince et léger mais avec une nuance de compétition, chère, dure à usiner, impossible à souder.

Si je fais différentes simulations, ça donne :
- Pour un arbre de 40mm, il me faut une résistance élastique de 1050MPa
- Pour un arbre de 45mm, il me faut une résistance élastique de 740MPa
- Pour un arbre de 50mm, il me faut une résistance élastique de 540MPa
- Pour un arbre de 55mm, il me faut une résistance élastique de 400MPa
- Pour un arbre de 60mm, il me faut une résistance élastique de 310MPa

Qu'est ce qui existe comme nuance ? (J'ai vu passer du 500MPa, 700 parfois)

Si la nuance augmente, ça devient in-soudable, de ce que j'ai pu voir, vous confirmer ?
(Je vais, pour des raisons économiques, soudés les moyeux sur l'arbre, tel le bourrin moyen)

Où puis-je me fournir pour cet acier ?

Une vague idée de budget (une enveloppe) pour un arbre de d55mm x 800mm (100, 200, 500, 1000 ?)


Merci d'avance pour vos conseils.

 

[cali40]

pour les nuances d'acier, je laisse cela aux connaisseurs ...
par contre, le kart ! génial ! (à combien roules tu dans la vidéo ?)
super boulot
peux tu nous dire de quoi est constitué cet engin ?

 

[beton04f]

pour les nuances d'acier, je laisse cela aux connaisseurs ...
par contre, le kart ! génial ! (à combien roules tu dans la vidéo ?)

Je sais pas, je suis peut-être monté à 160 ou quelque chose comme ça.

Mais je l'avais testé sur une ligne droite à 190km/h et j'ai arrêté par peur alors qu'il y en avait encore sous le pied

peux tu nous dire de quoi est constitué cet engin ?

Lequel ?

 

[lolo64230]

salut
tu aurais un croquis voire un plan de ce que tu souhaites faire sur ton arbre car commencer à taper dans du Ø40 plein tu dois déjà passer par mal de puissance avec à moins que ton montage (position de la couronne par rapport aux roulements par exemple) n'engendre pas mal de flexion dans celui-ci et/ou t'impose à utiliser de gros roulements pour avoir une DDV suffisante.
Si tu es en effet obligé d’utiliser une section avec un moment quadratique d'inertie élevé, je te conseillerais le 25CD4S que tu peux approvisionner en rond et en tube, de les souder ensembles, d'usiner les surfaces fonctionnelles et d'équilibrer le tout.
Des arbres de transmission de 4x4 sont fait de cette manière.
Utiliser du tube plutot que du plein améliorera nettement le rapport inertie/masse sans altérer grandement la robustesse de l'ensemble.

 

[JeanYves]

Bonsoir ,

Un acier 25 CD4 est commercialisé traité , en Ø 40 à 600 Mpa mini et en Ø 40 à 100 à 450 Mpa mini .
Il peut etre usiné ; puis soudé sans précautions particulières ( limite ) .

Si on passe à une nuance superieure il faut un prechauffage avant soudure

 

[beton04f]

tu aurais un croquis voire un plan de ce que tu souhaites faire sur ton arbre car commencer à taper dans du Ø40 plein tu dois déjà passer par mal de puissance avec à moins que ton montage (position de la couronne par rapport aux roulements par exemple) n'engendre pas mal de flexion dans celui-ci et/ou t'impose à utiliser de gros roulements pour avoir une DDV suffisante.

L'arbre subit principalement 2 choses :
- un couple de 2800 N.m.
- de la flexion due à la réaction route/roue de 17kN sur un porte à faux de 180mm

 

[beton04f]

une DDV suffisante.

C'est quoi une DDV ?

 

[beton04f]

Utiliser du tube plutot que du plein améliorera nettement le rapport inertie/masse sans altérer grandement la robustesse de l'ensemble.

+1

Mais j'ai des gros problèmes d'encombrement. (Passer en 55mm est possible, 60mm, ça risque d'être très dur)

 

[beton04f]

salut
Si tu es en effet obligé d’utiliser une section avec un moment quadratique d'inertie élevé, je te conseillerais le 25CD4S que tu peux approvisionner en rond et en tube, de les souder ensembles, d'usiner les surfaces fonctionnelles et d'équilibrer le tout.
Des arbres de transmission de 4x4 sont fait de cette manière.

Je garde l'idée en tête (l'arbre de 55mx700mm pèse 14kg !)
Mais pour le proto, je pense ne pas aller jusque là.

 

[beton04f]

Bonsoir ,
Un acier 25 CD4 est commercialisé traité , en Ø 40 à 600 Mpa mini et en Ø 40 à 100 à 450 Mpa mini .
Il peut etre usiné ; puis soudé sans précautions particulières ( limite ) .

Cool ça. Donc je pourrais m'en sortir en 55mm, ce qui est un maxi pour moi en terme d'encombrement.

 

[beton04f]

Si on passe à une nuance superieure il faut un prechauffage avant soudure

Quand tu dis nuance supérieure, tu parles de supérieure à 400 ou 600 MPa ?

En quoi consiste, en pratique, ce préchauffage ? (montée en température au chalumeaux ???)

Et j'imagine qu'il faut refroidir lentement aussi ?

 

[beton04f]

Quelqu'un aurait un ordre de grandeur de prix pour du rond de 35CD4 en 55mm (2 arbres de 750mm) ?

Merci en tout cas pour vos premières réponses. Je mets ça dans ma tête et dors dessus

A bientôt

 

[lolo64230]

Si tu comptes le souder, le 25CD4S est à prescrire comparé à du 25CD4. Le "S" voulant dire soudable.
A titre de comparaison, les arbres de roues de quad ont beaucoup de porte-à-faux entre le bras oscillant et les roues et ne sont pourtant pas en Ø50, 30mm tout au plus.
Je n'ai pas pu ouvrir ton fichier XL, estension .xlsx non reconnue.
Es-tu sûr de ta méthode de calcul? (je ne critique pas c'est juste pour savoir si on ne peut pas optimiser un peu plus)

DDV = durée de vie (mille excuses, c'est la déformation professionnelle)

 

[Nacatambol]

Excel 2007

........... Bonjour,

le fichier a été enregistré sous Excel 2007.
Je le joins sous Excel 97-2003 plus répandu.

J'ai un doute sur une accélération verticale de 4G sur la roue !

bonne journée. Alain. Voir la pièce jointe CalculContrainteMAXI_Arbre.xls fichier en Excel 97-2003

 

[Vieulapin]

Bonjour à tous

Au vu de la première vidéo, je suis admiratif sur la conception de l'engin et de ses performances.
Néanmoins (je sais, ce n'est pas le sujet du post, mon intervention va faire polémique et je vais me faire détester par beaucoup), je suis très désagréablement surpris de voir ces essais exécutés sur des routes ouvertes à la circulation automobile, avec tous les excès à la clé : bien sûr excès de vitesse, chevauchement du début d'une ligne continue, stop tout juste respecté, doublement juste avant un virage, sans compter le risque d'une mauvaise réaction d'un autre usager surpris par la soudaine arrivée à son niveau d'un tel engin disons... futuriste qui, si j'ai bien vu, ne comporte aucune immatriculation. Bref, un concentré de ce qui est interdit parce que dangereux pour toi et pour les autres. De toute façon, je suis presque certain (d'autres pourront le confirmer ou l'infirmer) que la présence de cet engin est strictement interdit sur la voie publique.

Continue tes magnifiques réalisations, mais de grâce, fais tes essais sur un circuit car ça pourrait un jour très mal finir.

Cordialement

 

[bimeur]

a ta place, je prendrais deux cardans, assemblé au milieu au moyen d'une cale a double perçage.....

 

[beton04f]

Si tu comptes le souder, le 25CD4S est à prescrire comparé à du 25CD4. Le "S" voulant dire soudable.

Ok pour ça, je note.

 

[beton04f]

A titre de comparaison, les arbres de roues de quad ont beaucoup de porte-à-faux entre le bras oscillant et les roues et ne sont pourtant pas en Ø50, 30mm tout au plus.

Le porte à faux est plus important, facilement le double.

Mais :
- le poids n'est pas le même
- le couple dans l'arbre n'atteint certainement pas 2800 N.m

Reste à voir si mes calculs sont justes.

Je n'ai pas pu ouvrir ton fichier XL, estension .xlsx non reconnue.

Désolé

Es-tu sûr de ta méthode de calcul? (je ne critique pas c'est juste pour savoir si on ne peut pas optimiser un peu plus)

Non, je ne suis pas sûr.
Je suis preneur pour une correction.
Ne pas se tromper sur le sens de ma dernière phrase.

DDV = durée de vie (mille excuses, c'est la déformation professionnelle)

C'est malin !!

 

[beton04f]

Re: Excel 2007

J'ai un doute sur une accélération verticale de 4G sur la roue !

Moi aussi.

J'ai fais ce petit test avec ma golf pourrie pour partir sur 4G :

 

[beton04f]

Au vu de la première vidéo, je suis admiratif sur la conception de l'engin et de ses performances.
Néanmoins (je sais, ce n'est pas le sujet du post, mon intervention va faire polémique et je vais me faire détester par beaucoup), je suis très désagréablement surpris de voir ces essais exécutés sur des routes ouvertes à la circulation automobile, avec tous les excès à la clé : bien sûr excès de vitesse, chevauchement du début d'une ligne continue, stop tout juste respecté, doublement juste avant un virage, sans compter le risque d'une mauvaise réaction d'un autre usager surpris par la soudaine arrivée à son niveau d'un tel engin disons... futuriste qui, si j'ai bien vu, ne comporte aucune immatriculation. Bref, un concentré de ce qui est interdit parce que dangereux pour toi et pour les autres. De toute façon, je suis presque certain (d'autres pourront le confirmer ou l'infirmer) que la présence de cet engin est strictement interdit sur la voie publique.

Continue tes magnifiques réalisations, mais de grâce, fais tes essais sur un circuit car ça pourrait un jour très mal finir.

Cordialement

C'est mal. J'en conviens.
Je précise être resté très soft sur la route.

Je rêverai de tester sur piste.

Mais j'ai plusieurs problèmes :
- sur beaucoup de piste, on me demande une carrosserie pour tourner (alors que j'ai besoin de tester pour valider l'intérêt du concept, avant de me lancer dans la fabrication de la carrosserie)
- gros problème d'assurance : sur 90% des pistes, ils ont une assurance pour 2 roues ou 4 roues... (bien que j'ai trouvé mon propre assureur qui me couvre entièrement et qui couvre les dommages que je peux causer à autrui ou aux installations)

Voilà, voilà...

Donc ça m'a un peu casser les c.....s.

D'où mes 2 excursions sur route ouverte.

 

[beton04f]

Ca devrait donner ça.

 

[beton04f]

a ta place, je prendrais deux cardans, assemblé au milieu au moyen d'une cale a double perçage.....

C'est à dire ? Je ne vois pas trop ce que tu entends par "cale a double perçage"

Il faudrait que je trouve des cardans d'une taille compatible avec mes roulements et qui puissent supporter le porte à faux (généralement, les cardans travaillent en torsion) + le couple de 2800 N.m

 

[beton04f]

Re bonjour,

Il faut que je me renseigne sur le 25CD4S.

Connaissez vous un fournisseur ?
Ou vais-je simplement demander aux 4 boites de mécanique générale à coté de chez moi ?

 

[lolo64230]

Tu peux expliquer un peu la valeur de 4g?
Car celà te fait un effort de 10000N sur ton arbre et combien sur ton amortisseur? Avec le bras de levier, peut-il s'écraser de la valeur induite?

Au vu de l'image (je n'ai pas fait de calcul) mais les efforts dus au poids de l'ensemble et au couple moteur (traction de la chaîne) devraient être repris par les roulements sans générer trop de flexion.
Ensuite il ne faut prendre en compte Re ou Rm pour dimensionner ton arbre mais les limites en fatigue car les efforts de flexion vont être alternatifs.
Je n'ai pas mes cours de dimensionnement sous la main, je regarderai ce soir à la maison, mais bien souvent on est plus contraint par les DDV de roulement qui imposent un grand diamètre que par la DDV de l'arbre.

 

[JeanYves]

Quelqu'un aurait un ordre de grandeur de prix pour du rond de 35CD4 en 55mm (2 arbres de 750mm) ?
Merci en tout cas pour vos premières réponses. Je mets ça dans ma tête et dors dessus
A bientôt

Bonjour ,

Ben je pensais justement à cette nuance en qualite supérieure , il y a d'autres mais encore plus cheres .
Le prix je ne connais plus , mais en Ø 40 il est donné pour 650MPa et de Ø 40 à 100 pour 550 Mpa
Les T° de prechauffage dependent des epaisseurs à souder , par ex : 20 mm de 35CD4 --> 230 °c

 

[beton04f]

Tu peux expliquer un peu la valeur de 4g?
Car celà te fait un effort de 10000N sur ton arbre et combien sur ton amortisseur? Avec le bras de levier, peut-il s'écraser de la valeur induite?

Et bien, quand le véhicule prends une bosse, cela engendre une accélération verticale.

Comme je ne connaissais pas l'ordre de grandeur, j'ai fait une mesure avec un pèse lettre fixer dans le coffre et je note des accélérations verticales jusqu'à 4G.

(Mais je suis pas sûr que c'était ça ta question en fait.)

Les amortisseurs sont ceux d'un Evasion/Citroën.
Du fait de l'angle (ils ne sont pas verticaux) et du bras de levier (réglable), ils travailleront, par rapport à leur montage d'origine, de 1.7 à 2.5 fois moins.

Je n'ai pas fait plus de calcul que cela (étant donné que je n'ai pas les caractéristiques techniques de la chose)

Attention :
- l'avant d'un évasion pèse 1000 kg
- l'arrière de ma 106 pèse 400 kg (soit 2.5 fois moins)

Donc en tenant compte de cette différence de charge, l'amortissement sera réglable entre 0% et 32% plus dur que celui du véhicule d'origine.

 

[beton04f]

Au vu de l'image (je n'ai pas fait de calcul) mais les efforts dus au poids de l'ensemble et au couple moteur (traction de la chaîne) devraient être repris par les roulements sans générer trop de flexion.

J'ai négligé, dans mon calcul, la flexion due à la tension de chaine.
(Il faudra que je vérifie pouvoir la négliger.)

La flexion est engendrée :
- par l'effort vertical (poids du véhicule x nb de G) sur la roue
- par l'effort tangentiel pneu/route au point de contact pneu/route
Du fait du porte à faux de 180mm entre le roulement extérieur et le centre du pneu.

 

[beton04f]

Ensuite il ne faut pas prendre en compte Re ou Rm pour dimensionner ton arbre mais les limites en fatigue car les efforts de flexion vont être alternatifs.
Je n'ai pas mes cours de dimensionnement sous la main, je regarderai ce soir à la maison, mais bien souvent on est plus contraint par les DDV de roulement qui imposent un grand diamètre que par la DDV de l'arbre.

Haaaaaaaaaaaaaaaa....

Putain...

C'est dur la mécanique...

Note que je recherche des DDV de l'ordre de 500h.

 

[beton04f]

Quelqu'un aurait un ordre de grandeur de prix pour du rond de 35CD4 en 55mm (2 arbres de 750mm) ?
Merci en tout cas pour vos premières réponses. Je mets ça dans ma tête et dors dessus
A bientôt

Bonjour ,

Ben je pensais justement à cette nuance en qualite supérieure , il y a d'autres mais encore plus cheres .
Le prix je ne connais plus , mais en Ø 40 il est donné pour 650MPa et de Ø 40 à 100 pour 550 Mpa
Les T° de prechauffage dependent des epaisseurs à souder , par ex : 20 mm de 35CD4 --> 230 °c

Ok, ok, et en pratique, par quel moyen amène t-on la pièce à cette température ?
Il faut un four ?

 

[lolo64230]

Quelqu'un aurait un ordre de grandeur de prix pour du rond de 35CD4 en 55mm (2 arbres de 750mm) ?
Merci en tout cas pour vos premières réponses. Je mets ça dans ma tête et dors dessus
A bientôt

Bonjour ,

Ben je pensais justement à cette nuance en qualite supérieure , il y a d'autres mais encore plus cheres .
Le prix je ne connais plus , mais en Ø 40 il est donné pour 650MPa et de Ø 40 à 100 pour 550 Mpa
Les T° de prechauffage dependent des epaisseurs à souder , par ex : 20 mm de 35CD4 --> 230 °c

Ok, ok, et en pratique, par quel moyen amène t-on la pièce à cette température ?
Il faut un four ?

Tu poses un petit bout de fil d'étain sur la pièce à préchauffer et ensuite tu chauffes celle-ci de façon homogène sans insister sur l'étain. Quand celui-ci fond, tu es à 240°c