Calcul de résistance des matériaux: le longeron d'aile

[tetex255]

Sur un ULM aile haute haubané, je cherche à calculer:
- la flèche en bout d'aile
- La force de traction sur le hauban



Longueur demi-aile = L
Partie entre habitacle et hauban=L1
Partie extérieure hauban= L2
Hauban avec angle alpha.
Force dégressive linéairement (pour simplifier) ou uniforme (la réalité est entre les 2!)

Aile=tube 6061T6 dext=100mm dint=94mm.
- Module de young= 6900daN
- Inertie quadratique = (3.14*dext^3)/32) - (3.14*dint^3)/32) en mm4

Je sais calculer la flèche sans hauban (poutre encastrée) mais pas avec le hauban...

Y aurait-il des spécialistes par ici ? Faut-il décomposer le problème en 2 ? (1 partie sur L1 et 1 partie sur L2)

[tetex255]

Cherchez plus j'ai trouvé.

J'en conclu même que mon Storch CL est plutôt mal conçu....le hauban devrait être plus long et prendre l'aile plutôt au 2/3 de l'aile et non au 1/3.
Le skyranger est lui bien plus logique....
Pas étonnant que j'ai du flutter: 1 seul hauban n’empêche pas la torsion de l'aile, et le hauban trop court fait que le bout de l'aile subit une grande flexion....
Flexion+torsion+perturbation=flutter...
Je vais peut être lui raccourcir les ailes comme un Storch HS... !

Si certains sont d'accord avec mon analyse, merci de confirmer mes dire !!!

[swiftlightpas]

Un seul hauban est suffisant si l'aile a une résistance à la torsion importante (identique à une aile non haubanée) , le Skyranger, tout comme le Rans Coyote et bien d'autres ULM tubes et toile, du fait de la conception des longerons de type "échelle", nécessite obligatoirement 2 haubans.

[Girino]

Cherchez plus j'ai trouvé.

J'en conclu même que mon Storch CL est plutôt mal conçu....le hauban devrait être plus long et prendre l'aile plutôt au 2/3 de l'aile et non au 1/3.
Le skyranger est lui bien plus logique....
Pas étonnant que j'ai du flutter: 1 seul hauban n’empêche pas la torsion de l'aile, et le hauban trop court fait que le bout de l'aile subit une grande flexion....
Flexion+torsion+perturbation=flutter...
Je vais peut être lui raccourcir les ailes comme un Storch HS... !

Si certains sont d'accord avec mon analyse, merci de confirmer mes dire !!!

La répartition de la portance n'étant pas linéaire mais "généralement" elliptique, il est normal que le hauban soit plutôt fixé vers le 1/3 de l'aile.
Sur les ailes rectangulaires comme sur les Storch, cette répartition elliptique est obtenue par vrillage de l'aile.
Sur une aile rectangulaire d'un tube et toile "type Skyranger", la flexibilité fait qu'il est difficile de maintenir un vrillage tout au long de l'envergure; De ce fait la répartition de la portance est plus homogène tout au long de l'envergure ce qui peut aussi justifier de placer les haubans un peu plus loin; en plus de mieux contrôler le maintient en torsion de l'aile.

Je suppose que ton aile est de type "rivetée sur poutre alu" car je vois mal comment raccourcir simplement les ailes composites des Storch actuels.
Si cela t'es possible, peux-tu nous en dire un peu plus sur les conditions qui font apparaitre du flutter ?

J'ai eu initialement un problème de flutter sur la partie mobile de l'empennage vertical qui provenait du fait que les câbles des palonniers étaient un peu trop détendus. Le problème apparaissait lorsque je dépassait 190 km/h.

[tetex255]

J'ai pris en compte une portance elliptique en répartissant différentes forces sur le profil. C'est bien cette prise en compte qui me fait dire que le hauban devrait être plus long, on y gagne sur toutes les plans au niveaux contraintes.

Mon vieux Storch est bien un poutre alu 6082 riveté. Ce n'est même pas un "Fly synthésis", puisqu'il date de 1991. (C'est un Storch rodaro, l'italien qui a revendu le projet à Fly synthesis vers 1992)
Il est équipé d'origine de vérin amortisseur au niveau des flaperons...Ce principe me dérange puisqu'il limite le flutter qui apparaît sans le supprimer la base.

Le flutter apparaît lorsque je dépasse 125km/h, c'est très peu ! Autour de cette vitesse, à la moindre secousse, le manche part à droite, à gauche.
Je le sens bien venir, ce qui me permet de faire des essais.
La première fois (suite à sa remise en service), c'est parti d'un coup, j'ai tiré immédiatement sur le manche pour casser la vitesse, ce qui a bien fonctionné.

Depuis, j'ai équilibré mes flaperons à 100% et même plus, ça ne change pas grand chose, ce qui m'indique que c'est l'aile qui oscille et non le couple aileron+aile.
J'ai fixé une caméra en bout d'aile (au niveau d'un support de flaperons), et on voit clairement que le bout d'aile se balade sur 2 axes: haut-bas et avant-arriere)
J'ai comparé avec une video équivalente de storsch S, ça ne bouge pas d'un millimètre !
Bref mon bout d'aile est, ou trop chargée en portance (à cause d'un mauvais vrillage par exemple) ou trop flexible d'où mon étude sur la flexion et torsion de mon aile.

Pour revenir à mes calculs, si mon hauban était relié 1m plus loin en direction du bout de l'aile, la flèche max serait 3 fois moindre à charge égale.
Les contraintes sur la structure, le longeron et le hauban n'augmente même pas !

Je pense que fly synthésis a bien amélioré les choses depuis 1991...reste a avoir ce qu'ils ont fait et ce que je peux faire moi sans me ruiner parce que la solution ultime serait de changer les 2 ailes.

[tetex255]

La répartition de la portance n'étant pas linéaire mais "généralement" elliptique, il est normal que le hauban soit plutôt fixé vers le 1/3 de l'aile.
Sur les ailes rectangulaires comme sur les Storch, cette répartition elliptique est obtenue par vrillage de l'aile.

Je viens de relire ton post.
Pourquoi est-ce normal ?
Rien n’empêcherai de mettre le hauban à 2/3, même avec une aile vrillée avec portance elliptique. Un peu plus de traînée à cause du hauban plus long, mais pas plus de poids car les forces exercées sur le hauban seraient moindre....
En fait, je ne comprends pas la logique adoptée.

Exemples de contraintes calculées, avec haubanage optimisé
(Attention, j'ai fait un x10 sur les déformations pour les voir à l'écran ! et les longueurs des vecteurs forces affichées ne correspondent pas à la vraie valeur))

Avec une portance environ elliptique, de 1900kg (soit 4g, si je ne me trompe pas !), longeron en 6082 ou 6061 de 120mm, épaisseur 3mm:
Aucune contrainte ne dépasse 7kg/mm2, c'est peu par rapport aux capacités de cet alu !

et avec haubans réels:

Contraintes max: 20kg/mm2 (en rouge), ça devient limite !

[fifidibosco]

bonjour,

pour les efforts et contraintes sur l'aile, voir le livre de Maurice Guerpond : "l'aile de l'amateur". Y'a tout ce qu'il faut dedans.

fifi

[tetex255]

bonjour,

pour les efforts et contraintes sur l'aile, voir le livre de Maurice Guerpond : "l'aile de l'amateur". Y'a tout ce qu'il faut dedans.

fifi

Merci pour l'info..Mais où trouver ce bouquin ? M. Guerpond n'est plus parmi nous depuis janvier 2010....

[fifidibosco]

voir avec le bibliothécaire d'Inter-Action, et il doit bien y avoir deux ou trois librairies spécialisées aéro dans Paris qui doivent l'avoir.
à défaut du bouquin du M. Guerpond, sur Inter-Action tu trouveras toujours quelque chose sur le sujet. voir ici :
http://inter.action.free.fr/biblio/biblio.html
bon soir,
fifi

[tetex255]

voir avec le bibliothécaire d'Inter-Action, et il doit bien y avoir deux ou trois librairies spécialisées aéro dans Paris qui doivent l'avoir.
à défaut du bouquin du M. Guerpond, sur Inter-Action tu trouveras toujours quelque chose sur le sujet. voir ici :
http://inter.action.free.fr/biblio/biblio.html
bon soir,
fifi

J'ai cherché partout sur le net, y compris sur inter-action: on voit à chaque fois "A commander directement auprès de l'auteur"
Je vais essayer d'écrire quand même....

Après, j'utilise des logiciels de résistance de matériaux, je pense pas qu'un bouquin de plusieurs années fasse mieux...mais..je cherche a comprendre..alors, je veux ce bouquin !

[fifidibosco]

qu'est-ce que tu utilises comme logiciels de résistance des matériaux?
est-ce facilement utilisable?
dès que je suis rentré (milieu de semaine prochaine) je vois ce que j'ai comme adresses de librairies spécialisées et si elles ont la chose.

fifi

[tetex255]

Depuis quelques jour je suis sur StructurixPCfr. C'est très simple, il a plusieurs exemples qui permettent de mieux comprendre !

1 à 2 heures pour bien piger..et après, je m'éclate !
Il calcul la flexion, contrainte Von Mises , les déplacements, sur 3 axes.
Il gère la déformation des plaques...plein de possibilités même s'il n'est pas professionnel, il est gratuit !

Si tu trouve le bouquin, ça m’intéresse !
A+

[fifidibosco]

je vois ce que je peux faire pour le bouquin, mais pas avant le milieu de la semaine prochaine, va falloir être un peu patient.
te contacterai par mail quand j'aurai du nouveau

fifi

[Girino]

Depuis quelques jour je suis sur StructurixPCfr. C'est très simple, il a plusieurs exemples qui permettent de mieux comprendre !
..........

Dommage que le constructeur initial du Storch n'ai pas utilisé un soft de ce genre; il n'y en avait peut-être pas à son époque
Par contre la FlySynthesis devrait avoir des outils modernes; La prochaine fois que je vais au terrain, je prends quelques mesures pour te dire ou les haubans sont conectés.

[tetex255]

C'est sur qu'en 1991, ce genre de logiciel n'existait pas (pour le milieu ULM). La mise au point se faisait par essais successifs. Ce que je constate ne m’étonne donc pas du tout !
Comme ton aile est en carbone, les contraintes peuvent être bien plus élevées qu'avec l'alu, ce qui limite complètement les effets étonnant que je constate et pourrait même justifier la position au 1/3 sur ce type d'aile ! Les longerons carbone limitent aussi la flexion et la torsion, et donc l'apparition du flutter.

Ce n'est pas pour rien que Fly Synthesis est passé au carbone Il n'y a que des avantages, à part le prix !