Acier - Alu - Carbone

[Cattivo]

Je voulais tout d'abord poster ce message dans le topic des poids, mais je pense qu'il a une légitimité seul et ça évitera surtout de trop alourdir le sujet de PPP

La question est simple :
Peut-on définir un lien en terme d'épaisseur et résistance entre ces matériaux pour remplacer des pièces les unes par des autres
...pas si simple que ça en fin de compte
Et je suppose que ça doit dépendre de beaucoup de facteurs différents !

Exemples :
Quelle épaisseur devra avoir une plaque de carbone pour avoir la même rigidité qu'une plaque d'alu ?
Quel type d'alu faudra t'il utliser pour remplacer une pièce soumise à comtrainte par une identique en acier ?

[Fandaor]

Je pense que le soucis c'est que justement tu essaies de comparer des matériaux qui n'ont pas les mêmes propriétés vis à vis des contraintes.

Une plaque d'alu va pouvoir plier, une de carbone non.
Une tige en acier va résister au maximum avant de casser, une tige en alu va se tordre et pas résister...

Enfin c'est la conception que j'ai des différents matériaux que tu mentionnes

[ZRDO]

Combien de temps met le fût du canon à refroidir ?...



Désolé...

[averell]

J'y connais pas grand chose mais je pense que cela dépend du type d'effort : cisaillement, écrasement, étirement

[VinS]

c'est une excellente question !

je pense comme fandaor, que chacun de ces matériaux ont des caractéristiques différente.

il est possible de répondre a ta question, seulement pour y répondre il faut comparer ces matériaux pour une seule pièce:
là ou pour une aile il faudra 5mm de fibre pour 3mm de carbone (a titre d'exemple), ce ratio ne sera pas le même pour une autre pièce comme un capot, en effet les contraintes ne sont pas les même.

[Cattivo]

Je pense principalement à des fonds plats ou des 1/2 tonneau cover, à des fonds de coffre ou des dessus de coffre, à des supports de batterie etc...

De façon concrète et immédiate : j'ai acheté chez TAT un diffuseur avec la partie triangulaire indépendante (ceux qui l'ont savent ). Autant le diffuseur alu me convient bien, autant le triange alu me parait surdimensionné j'aurais voulu le remplacer par une plaque carbone.


J'ai aussi pensé à cela avec les hub des Elise qui ont été fabriqués en alu puis en acier, je pense que la raison est purement économique... par contre d'un point de vu poids, ce n'est pas négligeable

[cricrimobile]

J'ai aussi pensé à cela avec les hub des Elise qui ont été fabriqués en alu puis en acier, je pense que la raison est purement économique... par contre d'un point de vu poids, ce n'est pas négligeable

et objectivement, en "pilote" lambda, on gagne combien de précieuses secondes au tour ?

[Borbi]

On va mettre déjà ces matériaux en 2 familles :
Le carbone d'un coté et l'alu avec l'acier de l'autre. Le carbone n'est pas un matériau homogène. Il n'a pas les même propriété si on le fait travailler dans un sens ou dans l'autre. C'est assez logique, il n'y a qu'a voir le tressage.

Les 2 autres sont des matériaux homogènes. Tout matériaux a sa caractéristique physique défini par sa capacité à résister à la traction. Pour un acier on va aller de 200MPa (20Kg/mm2) à plus de 300MPa. L'alu va lui être prêt des 70MPa. Dans le cas de ces matériaux ont peu facilement les comparer car il existe des relation précise entre les différentes façons de les faire travailler. C'est a dire qu'a partir de sa résistance à la traction et en la multipliant à un coeff on va obtenir sa résistance, au pliage, au cisaillement ... Dans le cas du carbon, il n'est bon (voir excellent) qu'en traction, dans les autres contraintes, c'est un matériaux plutôt médiocre. Le faire travailler en cisaillement va résulter a un effeuillage comme un vulgaire livre.

Voila pour les bases, en revanche la forme va beaucoup joué dans le calcul. Prenons l'exemple d'un cadre de vélo (structure simple en treillis) . Imaginons ce cadre en tube rectangulaire. On a tous entendu dire que le vélo a cadre alu était beaucoup plus léger, seulement dans la pratique vous avez remarquer des tubes de plus gros diamètre pour compense sa résistance 3 fois moindre à l'acier. Le tube a-t-il donc besoin d’être 3 fois plus gros pour supporter la flexion? Non, la résistance à la flexion d'un tube rectangulaire est proportionnelle au Cube de la hauteur de sa section (ça suit?) . Prenons par exemple de tubes de 10 et 12mm, soit une augmentation de 1% de la hauteur, le tube de 12 va être 57% plus résistance à la flexion.

Pour répondre à ta question final, oui on peut définir une sorte de "resistance/poids" mais seulement dans le cas simple de la traction. Dans tous les autres c'est bien plus difficile surtout pour des matériaux non homogène : système tressé, bois ... ect.

[P.P.P.]

borbi a très bien répondu

j'avais commencé à me fendre d'une explication, et la sienne est beaucoup plus claire


exemple tout bete et TRES recent.

je voulais une entretoise de volant (pour le rapprocher de mon buste.
on en trouve pléthore en acier "tout bete"
on en trouve quelques-une en alu (plus leger )

bon, j'ai fait le choix d'en fabriquer une en PA6.6 (une sorte e plastique chargé, l'un des plus resistants, et surtout TRES leger )
24gr l'entretoise de 25mm d'épaisseur, qui dit mieux

dans ce cas précis (le seul effort est celui pour maintenir en position le volant sur une face d'appuis) , on peut clairement envisager l'utilisation de matière "faibles" en resistance.


dans le cas de pièces mécaniques, suspention ou transmission, c'est à envisager avec parcimonie.

mainstenant, il existe bien des chassis ou des arbres en carbone, des hubs ou bols de disques en aluminium, etc ... tout est sujet à reflexion, mais pour des pièces critiques, il faut tout valider par calculs (voir meme essais réels)

[Cattivo]

Ma réflexion portait principalement sur la plaque de carbone (ou fibre) Vs. la plaque d'alu : diffuseur, tonneau cover etc.

...et j'ai repensé à ces hub que LOTUS a remplacé sur les S2 (en cause le poids ? ! peut-être que l'alu avait atteind ses limites avec 750kg ). Pourtant les dimensions sont restée identiques : qui peut le plus peu le moins. Sauf que nos cerveaux fonctionnent plutôt dans l'autre sens : si c'est suffisant, c'est qu'on peut encore faire moins :arrow optimiser

Avec ma question, j'ai voulu généraliser.

et objectivement, en "pilote" lambda, on gagne combien de précieuses secondes au tour ?

Surtout que sur ma S1, j'ai déjà des hub alu
Pour répondre à ta question, non je ne serais pas capable de resentir la différence, mais...
1) j'aime bien savoir, comprendre c'est dans ma nature.
2) si y'a possibilité d'améliorer, j'améliore. Ca me plait.
3) goutte après goutte on rempli un verre
4) tant que je me fais plaisir, je fais.

[Borbi]

Qu'appelle tu Hub alu?

[MC_911]

Les premiers hubs étaient en alu et taillés dans la masse. Puis ils sont devenus en acier (peut-être aussi taillé dans la masse, mais je ne le crois pas). NB : chez caterham, c'est l'inverse : le std est en acier, les uprated en alu et taillées eux aussi dans la masse.

[Borbi]

Les hub sont les fusées arrières d’après ce que j'ai recherché sur le net.
AMHA avis vu leur tête, ils ne sont pas taillé dans la masse mais extrudé coupé comme n'importe quelle autre pièce alu qui compose l'Elise. Des pièces taillé dans la masse, il n'y a que des gens comme Pagani qui peut économiquement se le permettre

[P.P.P.]

Les hub sont les fusées arrières d’après ce que j'ai recherché sur le net.
AMHA avis vu leur tête, ils ne sont pas taillé dans la masse mais extrudé coupé comme n'importe quelle autre pièce alu qui compose l'Elise. Des pièces taillé dans la masse, il n'y a que des gens comme Pagani qui peut économiquement se le permettre

pour moi, t'aillé dans la masse, c'est usiné à partir d'un bloc de matière première.

après comment a été otenu la "bloc" de matière première ... (extrudé, moulé, forgé ...)

[kart63]

Ben,le plus solide,c'est forgé
Pour en revenir à la question initial,tu peux les faire en mécano soudé tes porte moyeux
C'est très solide et leger