Une petite question de théorie sur les ressorts hélicoïdaux

[Taz]

Salut,
Pat39 et moi-même sommes en train de relancer notre projet de proto (silhouette Cournil !!)
Comme faire simple et éprouvé n'est pas drôle et avec la contrainte habituelle : budget de misère..... :? , on est bien obligé de se creuser les méninges ....

On se pose une question toute bête .... même si on a une petite idée sur le résultat, mais comme on manque de bases ......


Question :

2 ressorts hélicoïdaux de mêmes caractéristiques soumis à une masse donnée auront-ils une mesure de compression conjuguée deux fois supérieure à celle qu'aurait un seul de ces ressorts ?


et comme ce n'est pas clair, on va prendre un exemple ... :
Si un ressort sous une masse "m" s'écrase de 10 cm, si l'on monte deux de ces ressorts "en série", l'écrasement sous cette masse m sera-t-il alors de 20 cm ?



question annexe : la raideur de l'addition des deux ressorts ne change pas par rapport au ressort simple ?

 

[Pat 25]

On pourrait croire que tu es prof pour poser des questions comme ça

 

[Taz]

On pourrait croire que tu es prof pour poser des questions comme ça

fait gaffe, sinon il y a la gendarmette DIABLESSE qui va venir s'occuper de ton cas !!

 

[Pat 25]

Oups, j'avais oublié

 

[Francis76]

Les deux ressorts mis bout à bout auront une flêche de 10 cm. Car pour des ressorts ce qui est important pour réaliser l'effort, c'est la variation de longueur et l'effort auquel il est soumis. Donc deux ressorts de même caractéristique (même constate de raideur) et de longueurs différentes auront la même variation de longueur sous la même charge.
La constante de raideur pour les deux ressorts montés en série sera la même que pour un seul des ressorts.

 

[Fab21]

Non, c'est l'inverse mes copains.
Si tu mets 2 ressorts qui se comprime de 10cm sous un charge n individuellement, ben ils se comprimeront de 5cm si tu en mets 2 avec la même charge n.

Pour comprendre :
Ta charge est la même, tu appliques par exemple une force de 100kg.
Avec un seul ressort, pour opposer une force équivalente au 100kg, ton ressort doit se déformer de 10cm. Jusque la tu suis ? Donc, 1kg de pression correspond à 0,1cm de compression, ok ?

Avec 2 ressorts en parrallele, si tu appliques toujours 100kg de pression. Tu vas répartir équitablement cette charge sur les 2 ressorts, donc chaque ressort devra supporter 50kg. Puisque tes ressorts pour 1kg de pression ce comprime de 0,1cm, ca veut dire que chaque ressort va se comprimer de 5cm

Avec 2 ressorts en série (donc souder l'un ou bout de l'autre par exemple), c'est la même chose. La "resistance" du ressort géant va doubler (je vais vérifier quand même, j'ai un doute d'un coup...), donc 1kg va donner 0,05cm. Donc 100kg, 5cm.

Bien sûr, on parle la de ressort dont les spires sont les mêmes de bout en bout (donc pas des ressorts a action progressive).

 

[Elie]

Je pense que l'effort est le même donc deux ressorts en série vont descendre de 10cm aussi, non ?
c'est juste que proportionnellement "l'abaissement" est deux fois moins élevé car le ressort est deux fois plus long , ?

 

[Fab21]

Oui, tu as probablement raison, je me suis trompé !
Mais c'est un peu plus compliqué que ca avec les ressorts...
Je vais demander a julien de passer par la, au moins, on dira plus de connerie

 

[Francis76]

Je pense que l'effort est le même donc deux ressorts en série vont descendre de 10cm aussi, non ?
c'est juste que proportionnellement "l'abaissement" est deux fois moins élevé car le ressort est deux fois plus long , ?

Tu as tout pigé, c'est exatement ça.

 

[Pat.39]

Je pense comme Elie mais nous aimerions être sur .

 

[Elie]

Personnellement je fais confiance à Francis

 

[Taz]

merci pour ces réponses rapides !!

pour compliquer un peu les choses, j'ai fais un petit test dans mon bazard que l'on nommait avant un garage ....

j'ai pris deux ressorts identiques : il s'agit de ressort de machine à laver qui maintiennent le tambour en "suspension", ils sont équipés au bout de deux crochets. (longueur environ 12 cm, diamètre de fil 1.5 mm et diamètre spîres environ 20 mm)
nota : ils fonctionnent en traction et non en compression ...

lorsque j'en prends un et que je suspends une batterie 12v en dessous il s'allonge d'environ 4 cm.

je renouvelle l'opération avec les deux ressorts en série et la batterie en dessous, chacun s'allonge alors de 4cm et on obtient alors un allongement total de 8 cm.

l'explication que j'y vois :
avec un seul ressort (r1) il s'étend de 4 cm à cause du poids de la batterie (jusque là je maitrise ... )
lorsque je rajoute au dessus de r1, un deuxième ressort r2, que se passe-t-il ?
même chose pour r1 qui subit toujours le même poids de la batterie.
que se passe-t-il pour r2 ?

en haut, ma main qui le tient, en bas, il subit le poids de la batterie (plus celui du ressort r1, mais bon .....) il s'étire donc de 4cm aussi ....

bon si ça ce passe comme ça en traction, pourquoi, ça ne serait pas pareil en compression ??? (faut que je trouve deux ressorts facile à tester ...) :?:

 

[Fab21]

Ca confirme EXACTEMENT se que j'expliquais !!!
Si tu as 10kg de traction d'un coté du ressort, tu as toujours 10kg de traction de l'autre coté...
Ou alors, t'as inventé un système antigravitationnel
C'est donc normal que les 2 ressorts s'allonge de la même façon.

un peu de lecture :

http://www.pirate4x4.fr/forum/viewtopic.php?t=3486&highlight=

En fait, après relecture de l'explication de julien, ca voudrait dire qu'effectivement, si tu additionnes les 2 ressorts, ben tu auras 2 fois plus de compression.
Ce qui est compensé par la longueur totale qui elle est plus grande.
C'est pour ca que dans une voiture, si tu augmentes le nombre de spires, la longueur de compression augmente aussi, mais est compensé par la longueur qui comprimer pas mais qui est plus grande elle...

DONC CONCLUSION : ON A TOUS FAUX et c'est Taz qui a raison. Deux ressorts en série = 20cm de compression si 10cm pour un ressort tous seul.

 

[Taz]

juste pour le plaisir ....





ça sert à rien, mais c'est joli !!

 

[Julien77]

Quand on met en serie des ressorts on cumule les allongement/écrasement

En effet dans le montage en série chaque ressort voit le même effort de compression, ici la masse M.

Pour info la raideur K2 de l'assemblage de deux resosrt est :

1/K2=1/K1+1/K1, avec K1 la raideur d'un des deux ressorts identique.
On obtient bien 1/K2=2/K1 et donc K2=K1/2

Le ressort composé est bien deux fois plus souple.
C'est effectivement comme si on avait un ressort avec deux fois plus de spires.

 

[Pat.39]

Moi j'ai fait simple comme Taz .
Je me suis assis sur un ressort de range ,sous mon poids il s'affaisse de 4 cm .
Je met 2 ressorts de range l'un au dessus de l'autre et je fais le même test et l'ensemble s'affaisse de 4cm .
Alors , pas pareil en compression et en allongement ?

Quand nous aurons bien assimilé tout ça nous ferons avec un tarage différent l'un de l'autre .

 

[Julien77]

Moi j'ai fait simple comme Taz .
Je me suis assis sur un ressort de range ,sous mon poids il s'affaisse de 4 cm .
Je met 2 ressorts de range l'un au dessus de l'autre et je fais le même test et l'ensemble s'affaisse de 4cm .
Alors , pas pareil en compression et en allongement ?

Quand nous aurons bien assimilé tout ça nous ferons avec un tarage différent l'un de l'autre .

Pas possible, ou alors tu es aller aux toilettes entre temps
Récupère les cotes de ton ressort de Range et complète ce tableau :
http://www.pirate4x4.fr/forum/viewtopic.php?t=3495

Si tu veux tester des ressorts différents pour un futur proto tu as cela :
http://www.pirate4x4.fr/forum/downloads.php?view=detail&df_id=17

 

[Taz]

Moi j'ai fait simple comme Taz .
Je me suis assis sur un ressort de range ,sous mon poids il s'affaisse de 4 cm .
Je met 2 ressorts de range l'un au dessus de l'autre et je fais le même test et l'ensemble s'affaisse de 4cm .
Alors , pas pareil en compression et en allongement ?

Quand nous aurons bien assimilé tout ça nous ferons avec un tarage différent l'un de l'autre .

Pas possible, ou alors tu es aller aux toilettes entre temps
Récupère les cotes de ton ressort de Range et complète ce tableau :
http://www.pirate4x4.fr/forum/viewtopic.php?t=3495

Si tu veux tester des ressorts différents pour un futur proto tu as cela :
http://www.pirate4x4.fr/forum/downloads.php?view=detail&df_id=17

toi tu dis aux toilettes, je dirai plutôt au bistro !!

 

[The Bargeots]

Y'a ça aussi:
http://www.pirate4x4.fr/forum/downloads.php?view=detail&df_id=11

Dedans on peu voir la formule de calcul pour un empilage de 2 ressorts, pour les coil over.

 

[Taz]

Y'a ça aussi:
http://www.pirate4x4.fr/forum/downloads.php?view=detail&df_id=11

Dedans on peu voir la formule de calcul pour un empilage de 2 ressorts, pour les coil over.

y a ça aussi dans la banque de donnée pirate pour calculer la raideur de l'empilement de deux ressort de raideur différente :
Pro Shocks Double Spring Rate Calculator
http://www.proshocks.com/calcs/2spgrate.htm

 

[Pat.39]

Pas possible, ou alors tu es aller aux toilettes entre temps

Bon j'ai recommencé et comme Taz le suggérait je me suis cassé la gueule en voulant refaire la mesure tout seul .
Donc je te crois sur parole .
Merci pour les liens

 

[Ol.na]

Salut,

j'vais essayer d'apporter ma contribution... :gne:

ci joint 3 schèmas qui expliquent ma conception des efforts relatif à votre problème :





De gauche à droite :


Cas 1
Vous sceller une tige d'acier à votre plafond... (ancrage fixe)
Vous vous pendez après (pat et ses 100 Kg )... (P sur le schéma)
Vous tirez de 100 Kg sur le plafond..... (La force F se répercute sur le plafond via la tige d'acier)


Cas 2
Vous sceller un ressort à votre plafond... (ancrage fixe)
Vous vous pendez après ( toujours pat et ses 100 Kg, gros lourd )... (P sur le schéma)
Le ressort va se déformer proportionnellement à sa résistance...
Une fois sa déformation atteinte, il va se comporter comme la tige d'acier du cas 1 et : Vous tirez de 100 Kg sur le plafond..... (La force F se répercute sur le plafond via le ressort étiré)

Le poid descend de 5 cm par exemple....


Cas 3
Vous sceller un ressort à votre plafond... (ancrage fixe)
Vous intercaler un second ressort...
(les deux ressort sont identiques et aussi identique à celui du cas 2)
Vous vous pendez après (Allez, reveins PAT...promis on arrête de te traiter de gros sac... ) (P sur le schéma)
On peut imaginer le 1er ressort se déformer proportionnellement à sa résistance...
Le poid descend de 5 cm comme dans le cas 2....
Une fois sa déformation atteinte, il va se comporter comme une tige d'acier du cas 1 et : Vous tirez de 100 Kg sur le second ressort..... (La force F se répercute sur le second ressort via le 1er ressort étiré)
Le second ressort va alors se déformer proportionnellement à sa résistance...
Le poid redescend de 5 cm...
Une fois sa déformation atteinte, il va se comporter comme la tige d'acier du cas 1 et : Vous tirez de 100 Kg sur le plafond..... (La force F se répercute sur le plafond via les deux ressorts étirés)

Le poid descend donc de 2 fois 5 cm = 10 cm.....




C'est exactement la même chose si les ressorts travaillent en compression.....



J'espère ne pas avoir été trop resemblant à PAT (lourd) .... et surtout, ne pas avoir dit de connerie...
Julien, tu confirme mes schémas sans utiliser tes diaboliques équations....?

@+
Olivier

 

[Fab21]

Et ben t'es en forme toi !!!

Je me disais en te lisant que finalement c'est comme avec ta voiture, bien qu'elle soit montée sur ressorts, elle fait toujours 2000kg sur le sol !
Donc si tu remets les mêmes ressorts sous les roues, ben ils vont plier d'autant

Sinon ol.na, tu regardes tes MP des fois !
Je pars demain matin en déplacement pour quelques jours, et j'aurais bien voulu poster ton p'tit courrier en partant

 

[Taz]

Salut,

j'vais essayer d'apporter ma contribution... :gne:

ci joint 3 schèmas qui expliquent ma conception des efforts relatif à votre problème :


Image Remplacée par URL [url]http://url42.imageshack.us/url42/3097/url027d.jpg[/URL]


De gauche à droite :


Cas 1
Vous sceller une tige d'acier à votre plafond... (ancrage fixe)
Vous vous pendez après (pat et ses 100 Kg )... (P sur le schéma)
Vous tirez de 100 Kg sur le plafond..... (La force F se répercute sur le plafond via la tige d'acier)


Cas 2
Vous sceller un ressort à votre plafond... (ancrage fixe)
Vous vous pendez après ( toujours pat et ses 100 Kg, gros lourd )... (P sur le schéma)
Le ressort va se déformer proportionnellement à sa résistance...
Une fois sa déformation atteinte, il va se comporter comme la tige d'acier du cas 1 et : Vous tirez de 100 Kg sur le plafond..... (La force F se répercute sur le plafond via le ressort étiré)

Le poid descend de 5 cm par exemple....


Cas 3
Vous sceller un ressort à votre plafond... (ancrage fixe)
Vous intercaler un second ressort...
(les deux ressort sont identiques et aussi identique à celui du cas 2)
Vous vous pendez après (Allez, reveins PAT...promis on arrête de te traiter de gros sac... ) (P sur le schéma)
On peut imaginer le 1er ressort se déformer proportionnellement à sa résistance...
Le poid descend de 5 cm comme dans le cas 2....
Une fois sa déformation atteinte, il va se comporter comme une tige d'acier du cas 1 et : Vous tirez de 100 Kg sur le second ressort..... (La force F se répercute sur le second ressort via le 1er ressort étiré)
Le second ressort va alors se déformer proportionnellement à sa résistance...
Le poid redescend de 5 cm...
Une fois sa déformation atteinte, il va se comporter comme la tige d'acier du cas 1 et : Vous tirez de 100 Kg sur le plafond..... (La force F se répercute sur le plafond via les deux ressorts étirés)

Le poid descend donc de 2 fois 5 cm = 10 cm.....




C'est exactement la même chose si les ressorts travaillent en compression.....



J'espère ne pas avoir été trop resemblant à PAT (lourd) .... et surtout, ne pas avoir dit de connerie...
Julien, tu confirme mes schémas sans utiliser tes diaboliques équations....?

@+
Olivier

bonnnnnnnnnnn !!
ça me convient bien !! (ça confirme mes espoirs !!)

donc plus j'empile les ressorts (si je les choisis bien ....), plus je vais gagner en course en compression et en détente !!!

pat .. on a des calculs et des courses à faire !!

tiens j'y pense :idea: , un ressort pas assez raide qui serait en surcharge (outre le fait qu'il fatiguerait plus vite) comme il "talonnerait", il ne risquerait rien de lui arriver de mal ?? :?:

 

[Pat.39]

Moi GROS naaaaaaaaannnnnnnnnnnnn juste enveloppé

Passe quand tu veux je bosse dans la maison (plomberie maçonnerie).
Je sens qu'il va me falloir une bière :fou2:
Je commence les recherche pour faire un choix théorique puis nous ferons les courses .

 

[Julien77]

tiens j'y pense :idea: , un ressort pas assez raide qui serait en surcharge (outre le fait qu'il fatiguerait plus vite) comme il "talonnerait", il ne risquerait rien de lui arriver de mal ?? :?:

Absolument, les matériaux des ressorts on des limites de contraintes à ne pas dépasser.
Si on surcharge, tu vas avoir une déformation permanente du ressort (il va progressivement se tasser et sa longueur à vide va diminuer), si tu exagère un peu trop il va rompre...



Attention aussi quand on empile des ressorts, il y a un risque de flambement (les ressorts ne sont plus dans l'axe) en compression, dans ce cas il faut un tube interne télescopique pour le guidage (un coilover en fait )

 

[Taz]

Attention aussi quand on empile des ressorts, il y a un risque de flambement (les ressorts ne sont plus dans l'axe) en compression, dans ce cas il faut un tube interne télescopique pour le guidage (un coilover en fait )

arfff, je suis démasqué !!

 

[Pat.39]

Comme quoi les grands esprits se rencontrent
Il y a des gas plus que compétent sur pirate .
Merci à tous et Julien77 pour la lumière qu'il a apporté