Étape 2: Validation du modèle
Que cette approche a le potentiel pour s’appliquer à n’importe quelle forme de forme libre, les contraintes de conception sont dictées uniquement par les propriétés mécaniques du matériau que vous employez pour construire la pièce. Au cours du processus de conception, il est important de garder à l’esprit que les matériaux peuvent se casser si excessives, qui est quelque chose que nous voulons absolument éviter. Une bonne règle de base pour vérifier si la flexion des pièces dépasse leur capacité structurelle est condensée dans les formules suivantes :
M = AE/kappa, où M est le moment de flexion dans la bande, E est module élastique du matériau, j’ai le deuxième moment d’inertie de la bande et kappa la courbure.
Si nous connaissons à l’heure actuelle, nous pouvons facilement calculer le stress par la relation suivante :
Sigma = M/W, où sigma est la contrainte maximale dans les fibres haut ou en bas de la bande et W est bh ^2 /6 pour une section rectangulaire comme dans notre cas, où b est la longueur et h la hauteur de la section.
Ces formules concernent le stress découlant de l’action de flexion pour le rayon de courbure. Vous devez vous assurer que la contrainte sigma dans les secteurs avec la courbure plus serrée n’excède pas la résistance à la rupture du matériau. Dans mon cas, j’ai utilisé un contreplaqué de bouleau 3 mm (1/8 po) pour pouvoir atteindre un rayon très serré de la courbure, comme le contre-plaqué est un matériau très souple et il peut supporter de grandes déformations avant d’échouer. Du modèle, il est clair que la zone de courbure plus haut est où la transition entre la courbure positive et négative qui se passe, ce qui correspond à un rayon de courbure de 0,17 m faire tomber le calcul :
E = 6800 N/mm ^ 2
J’ai = (400 mm x (3 mm) ^ 3) / 12 = 900 mm ^ 4
Kappa = 6,0 1/m
M = 6800 N/mm ^ 2 * 900 mm ^ 4 / 6000 1/mm = 1020 N * mm
On peut maintenant calculer la contrainte de l’action de flexion survenant dans la zone critique :
Sigma = 1020 N * mm / 600 mm ^ 3 = 1,7 N/mm ^ 2
Considérant que la résistance à la flexion des plaques de contreplaqué de 3mm est d’environ 60 N/mm ^ 2 (source), nous sommes bien au titre de l’utilisation maximale du matériau. C’est un soulagement ! Ayant validé notre conception initiale, nous pouvons maintenant passer à l’étape suivante.