essaie de flambage par flexion sur fuselage

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pasolia
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# 25 novembre 2012 10:41
Bonjour,
Je voudrai faire une étude sur les essais de flambage de fuselage d'avion, mais je n'ai pas trouvé comment se passe ces test, de quel manières sont-ils réalisé ? juste des photos des résultats et les explications du phénomène.
Si quelqu'un peut m'éclairer sur les façons de réaliser cet essaie sur les Airbus.
Merci
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ponpon
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# 25 novembre 2012 13:55
Bonjour,

Le flambage est dû à un effort de compression, je ne vois pas comment ce phénomène peut se produire sur un avion. Dans quelle partie du fuselage trouve t-on de la compression ?
Je suis étonné, mais si tu as des infos sur le sujet je suis intéressé.
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Vector
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4 006 messages postés

# 25 novembre 2012 15:18
Bonjour,
J'imagine que Pasolia considère le fuselage comme une poutre en flexion avec un côté en tension et l'autre en compression, d'où le risque de flambage. Si c'est le cas, je dirais que les efforts en vol ne risquent pas d'atteindre un tel niveau sous l'effet des seuls efforts générés par l'empennage.
Par contre, lors d'un atterrissage dur, le problème est tout autre et, si je me souviens bien, le B737 a tendance à se déchirer en avant des ailes avec un fort plissement du dessous du fuselage.

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ponpon
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76 messages postés

# 25 novembre 2012 15:28
Vector a écrit :Par contre, lors d'un atterrissage dur, le problème est tout autre et, si je me souviens bien, le B737 a tendance à se déchirer en avant des ailes avec un fort plissement du dessous du fuselage.
Oui, c'est la flexion. Cela concerne tout les avions. Je pense que les essais statiques sont axés sur la flexion du fuselage et non sur du flambage qui est extrêmement faible, pour ne pas dire inexistant.
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Krasno
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# 25 novembre 2012 22:23
Bonjour !

Le flambage est un mode de rupture assez courant en aéronautique, il suffit d'avoir des efforts en compression pour que ça puisse devenir critique. De compression ou de cisaillement d'ailleurs, puisque le cisaillement correspond à une diagonale en tension et l'autre en compression. Et ça, de la compression et/ou du cisaillement, il y en a tout simplement partout smile

On peut potentiellement trouver du flambage un peu partout. Sur les panneaux latéraux du fuselage, par exemple, qui sont lourdement chargés en cisaillement en avant et en arrière de l'aile. D'ailleurs, pour des panneaux métalliques, on autorise parfois le flambage en cisaillement à 70 ou 80 % du chargement limite, et on peut voir des photos de B-52 où les panneaux de fuselage sont clairement ondulés autour de l'aile (je crois que c'est dû à du flambage) :
Image

Sur la face supérieure de l'aile elle-même, qui est principalement chargée en compression (sauf prise de G négatifs ou peut-être atterrissage). Et de manière générale sur tout un paquet de pièces de la structure, un peu partout : cadres du fuselage, nervures de l'aile, etc.

A priori le flambage ne fait pas l'objet de tests particuliers sur les appareils complets, c'est un mode de rupture comme un autre ; les tests structuraux sur les appareils s'intéressent aux limites auxquelles on peut aller sans casser la machine, sans particulièrement s'intéresser à tel ou tel mode de rupture... D'ailleurs, les tests ne font pas toujours ressortir les modes de rupture auxquels on s'attend ! Par contre, je pense qu'il y a des tests sur composants (petite partie de la structure) pour valider les calculs si on utilise de nouveaux matériaux.

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LaGG-3 série 4 : Cercueil soviétique volant à bois huilé du dernier modèle en Juin 1941.
http://krasno.larmande.free.fr/humour/3avions.php
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LightWeight
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# 26 novembre 2012 07:38
Bonjour,

Il existe une vidéo montrant l' ultime essais statique du 787, celui où la déformation maximale de la voilure a été atteinte.
La déformation vers le bas du fuselage en réaction à cette portance maximale lors d' une ressource par exemple, avait été simulée par une série de vérins tirant sur le fond du fuselage en avant et en arrière de l' aile, déformation non négligeable du "tuyau" composite.
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sainthubert
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36 messages postés

# 29 novembre 2012 18:23
"A priori le flambage ne fait pas l'objet de tests particuliers sur les appareils complets, c'est un mode de rupture comme un autre ; les tests structuraux sur les appareils s'intéressent aux limites auxquelles on peut aller sans casser la machine, sans particulièrement s'intéresser à tel ou tel mode de rupture... D'ailleurs, les tests ne font pas toujours ressortir les modes de rupture auxquels on s'attend ! Par contre, je pense qu'il y a des tests sur composants (petite partie de la structure) pour valider les calculs si on utilise de nouveaux matériaux"
Vous allez un peu vite Krasno , mais il y a le grain à moudre . D'abord il y peut y avoir une déformation de flambage sans qu'il y ait rupture, ce qui veut dire qu'aprés déchargement de la structure la géométrie de l'élément est conservée ( déformation élastique) ou elle s'est déformée ( déformation plastique rémanente) . Bien sûr, dans tous les essais ou il y a rupture ( voire déformation rémanente) on s'interesse précisement à son mode . On parle ici d'essai d'un avion complet en statique , mais il y aussi des essais analogues en fatigue et en tolérance aux dommages ( statique sur élément fissuré) et là encore l'analyse du dommage est très importante.Les cellules d'essais sont instrumentées avec une multitude de gauges de contraintes collées sur la structure qui permettent de recaler les calculs initiaux de dimensionnement et d'analyser une rupture ou un comportement, y compris pendant l'essai. Avec les methodes modernes de calcul / simulation (maillage aux elements finis par exemple) le comportement innatendu est de plus en plus rare .

Pour en arriver au fuselage , comme le dit vector:

"Par contre, lors d'un atterrissage dur, le problème est tout autre et, si je me souviens bien, le B737 a tendance à se déchirer en avant des ailes avec un fort plissement du dessous du fuselage".

On peut avoir effectivement un flambage local de la peau de fuselage en partie basse qui va se "gondoler" au niveau d'une maille (ou plusieurs) définie par exemple par l'espacement entre 2 cadres voire 2 raidisseurs ( maille rectangulaire) . Ces cas là sont vérifiés sur les essais statiques d'ensemble ou on simule avec les vérins des cas de flexion fuselage (compression en partie basse en général) voire de torsion dus à l'empennage etc. Là encore on analyse chaque fois ou se situe la réaction de la structure en terme de marge vis à vis de la réglementation. Par ailleurs ,dans des cas correspondant à des efforts largement au delà de ce que doit tenir la structure de part la réglementation ,on peut aller jusqu'à simuler, par calcul, le flambage ( comme les autres déformations , la flexion en particulier... ) d'autres éléments internes comme des cadres , des raidisseurs ,des supports de plancher etc .

Pour finir, il est exact krasno qu'avant de valider une nouvelle technologie pour la structure ,voire un nouveau principe de conception , on va d'abord réaliser des essais sur éprouvettes plus simples qu'une structure complète, suivant un schéma d'essais de complexité croissante des éprouvettes ,que l'on nomme dans le jargon la "pyramide des essais". Cette pyramide sert aussi à d'autres validations associées, celle des méthodes de calcul spécifiques notamment ; une sorte de qualification.On ne part pas bille en tête sur les essais d'ensemble (Full scale tests ) ,qui ont valeur de certification pour l'avion. Ces essais préliminaires partiels ,mais représentatifs,permettent déjà de reproduire toutes sortes de sollicitations.

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LightWeight
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2 767 messages postés

# 29 novembre 2012 18:52
Merci pour ces infos intéressantes
Au moins, avec les matériaux composites, le 787 devrait montrer un excellent état de surface au moment de la retraite....
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Krasno
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35 messages postés

# 30 novembre 2012 21:42
@sainthubert :
D'abord il y peut y avoir une déformation de flambage sans qu'il y ait rupture, ce qui veut dire qu'aprés déchargement de la structure la géométrie de l'élément est conservée ( déformation élastique) ou elle s'est déformée ( déformation plastique rémanente) .
En effet, et c'est d'ailleurs bien ce que je précise plus haut dans mon post : "D'ailleurs, pour des panneaux métalliques, on autorise parfois le flambage en cisaillement à 70 ou 80 % du chargement limite".

Avec les methodes modernes de calcul / simulation (maillage aux elements finis par exemple) le comportement innatendu est de plus en plus rare .
Les éléments finis sont bien entendu de plus en plus largement utilisés, mais vu la complexité des assemblages, il n'est pas si facile d'éviter toute erreur dans la modélisation... C'est d'ailleurs peut-être bien pour cela que les tests demeurent obligatoires pour la justification d'une cellule (et les tests qui ratent, cela existe encore : http://www.flightglobal.com/news/articl ... et-204716/).

(Dernière édition le 30 novembre 2012 22:00)


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