quelques généralités sur les construction sandwish
voila un post sur le forum Tubeless Kite rédigé par le Shaper de Roots.
ca explique bien les différentes construction de base en matière de sandwish.
"tatahi" a écrit
voici quelques précieux renseignements de la voix même du Guru du shape .
Je vous cite les propos de ROOTS :
1. Le principe général du Sandwich :
Schémas Principe général Sandwich
Mécanique Sandwich
L'idée c'est d'écarter les couches de renforts avec une âme centrale pour avoir un effet mécanique en plus : faire travailler les renforts tissus en longitudinal, là où ils sont bien plus résistants ; essaie de déchirer une feuille de papier en tirant dessus dans la longueur tu comprendras ; donc à renforts égaux, le sandwich est bien plus résistant qu'un stratifié monolythique (tissus seuls), ou beaucoup plus léger à résistance égale car avec beaucoup moins de tissus et résine ; tout ça sous réserve d'avoir un matériau d'âme très homogène, résistant à l'arrachement et à la compression, c'est important pour la suite ça !! Le sandwich joue aussi énormément sur la rigidité, en gros chaque fois que tu double l'épaisseur de l'âme la rigidité est multipliée par 7, important pour la suite aussi
2. Les différentes constructions à ne pas confondre :
Un aspect extérieur bois, bambou ou balsa peut cacher des constructions qui n'ont absolument rien à voir, c'est ça qu'il faut comprendre
- Les planches de kite à noyau mousse PVC haute densité (type Slices) :
Noyau Mousse
Dans ce cas, le noyau est neutre, la mousse n'a pas de rigidité-Flex définie, c'est les renforts utilisés en association qui vont définir les caractéristiques de la planche ; à opposer aux planches à noyau bois
Noyau Bois
Ce sont, en fait, tous les twin-tip de série où c'est le noyau qui donne les caractéristiques (fibres du bois), modulées par quelques renforts. Les implications : les noyaux bois sont plus lourds que les âmes PVC, donc une planche noyau bois sera plus lourde et moins résistante qu'une planche en Noyau PVC où tu peux mettre beaucoup plus de renforts ; le bois va travailler, perdre ses qualités mécaniques dans le temps (comme un skate), il est aussi moins homogène et impossible à réparer en cas de casse, sans parler des prises d'eau ... seul avantage, il est beaucoup moins cher !!
La Slice Bambou est une planche en noyau PVC comme les Slices classiques, la seule différence c'est le placage bambou de finition (6/10 mm) qui remplace un tissu verre de finition ; les caractéristiques mécanique sont les mêmes, la différence de poids négligeable ; le bambou est protégé de l'eau car noyé dans la résine et protégé par un vernis anti-UV
Noyau Mousse Placage
- Les constructions à ne pas confondre :
Donc les noyaux bois vu plus haut et aussi les planches en volume en Sandwich à noyau polystyrène type windsurf, surfkite, SUP etc ... La construction classique, c'est un sandwich en mousse PVC 3 à 5 mm et renforts sur un noyau polystyrène léger de façon à gagner du poids sur les volumes importants .
Planche Sandwich à volume
Mais en série on voit de plus en plus de constructions en microsandwich :
Planche Microsandwich Bambou ou Bois à volume
où l'âme PVC est remplacée par une couche de bois ou bambou de 1 à 2 mm sur un noyau polystyrène, avec des qualités mécaniques pas terribles : enfoncements, casses, prises d'eau dans le noyau polystyrène ; car le bois est un matériau d'âme beaucoup moins performant que le PVC, moins homogène, plus cassant et utilisé en moindres épaisseurs car plus lourd, donc l'effet sandwich est vraiment inférieur .
Un grand merci à Nico (Roots) pour le temps qu'il aura pris à me faire ce papier, j'espère qu'il vous permettra de vous coucher ce soir un peu plus avisé et critique à l'égard de vos joujoux .
quelques généralités sur les construction sandwish
Le papier est parfait. Rien a ajouter ou presque
En fait le bois doit etre considérer comme un tissu UD apportant certe un effet sandwich mais aussi (a contrariot du PVC) une rigidité dans le sens de la fibre du bois. Le bois apporte une certaine souplesse somme toute relative mais tout de meme existante.
Le prinicpe du micro sandwich est vraiment interessant et permet d'avoir pas mal de possiblité. En mettant des renforts de fibres ou autres, judicieusement placé, on obtient des planche legere est solide.
Le seule pb du sandwich PVC pour une planche à volume type surf est justement la rigidtée. A méditer
quelques généralités sur les construction sandwish
Si vous avez des questions précises sur les sandwichs composites, que ce soit de faible ou forte épaisseur de mousse et faible ou forte épaisseur de peaux, hésitez aps non plus à me demander, c'ets mon job.
D'autant plus qu'actullement, je travaille vraiment sur l'optimisation de la résistance des sandwichs.
Ce que je peux dire, c'est que dans l'ensemble c'est correct, il y aura plusieurs points purement techniques à rajouter.
Par exemple, le sandwich c'est cool, mais uniquement en flexion!!!
L'importance de l'adhésion ame/peau est primordiale.
Le ratio epaisseur peau / epaisseur ame doit rester inférieur à 10 si on veut que la structure agisse réellement comme un sandwich, c'est a dire que les peaux reprennent les efforts dans les axes, et que l'ame reprenne le cisaillement transverse, sinon faut avoir des propriétés d'ame bien meilleures
Pour la compression, il faut que l'ame ait un bonne tenue en compression car c'est elle qui transmet les effort de la peau sup a la peau inf, et vice versa.
Pour les peaux, il est préférable d'utiliser des prépregs, et des cycles de cuisson approprié, avec des paliers, une montée en température régulière entre 6 et 8° min, et un refroidissement controlé
Au lieu de la mousse, tu peux aussi utiliser du nida, avec un coulage de résine chargé dans une zone avec insert par exemple
Augmentation de la rigidité: moment d'inertie, bh^3/12 , b étant la largeur de ton sandwich, et h sa hauteur, donc la rigidité augmente par 8 (2^3=8) Mais ca c'est pas uniquement pour les sandwich hein!
En cas d'impact, l'épaisseur de la peau est le principal facteur de pénétration, et pas forcément l'orientation des plis
Une fragilité dans l'ame n'est pas directement détectable, mais les propriétés méca de la structure chutent considérablement. Et non réparable!
Une fois qu'une fissure est dans l'ame, la propagation est super rapide comparé à du monolithique!
A la place d'utiliser de la mousse, on peut aussi utiliser du balsa par exemple
Qqch de bien pour éviter le délaminage, coudre le premier pli de chaque coté sur l'ame
Je veux pas être pessimiste hein, c'est comme ça que la majorité des boards, skis, kites, surfs sont faits ici, mais c'est bien plus complexe que ça le sandwich... Juste pour donner un exemple, aujourd'hui au taf, je me suis tapé à lire 5 papiers sur l'augmentation des performances des structures sandwich, uniquement en impact, sans prise en compte de laché de pli par exemple...
Bref, pour faire simple, sandwich = ame avec 0 propriété mécanique, juste en compression et cisaillement, les peaux en matériaux avec haut module E, on écarte les peaux du plan moyen et on isole l'ame de l'environement extérieur. Ratio peau/ame =1/10 puis c'est tout ce qu'il faut vraiment savoir je pense
quelques généralités sur les construction sandwish
ah ben en vla encore une tartine super intéressante!!
Loupdu05, si c'est pas trop te demander, tu les trouves ou tes infos sur les constructions sandwish? je serai tres intéressé de me coltiner ce genre de lecture. j'ai déja cherché quelques infos mais c'est tellement pointu que j'ai du mal a trouver. surtout que j'aimerai éviter tant que faire se peut les hyégoliphes et autres matrices.
question débile :
la on parle de sandwish dans les coupes, en réalité est ce que les rail/cares ont un role important dans cette construction? Je me pose la question par ce que je compte me refaire un board en pseudo sandwish CP / Balsa . et dans mon cas je n'ai aucune continuité entre la peau inférieur/supérieur.
quelques généralités sur les construction sandwish
En fait ce qu'on connait à peu près bien c'est des profils parapipedique. Des qu'on sort de ça c'est l'inconnu. C'est pour ça que la fab de plnche rest fort empirique.
Concernant les rails, ils interviennent dans la rigidité de la planche mais en aucun cas dans l'effet de peau lié au sandwich. __________________________________
quelques généralités sur les construction sandwish
Yannickite, déja ce que je peux te conseiller, c'est d'eviter d'utiliser du taffetas.
A cause du tissage 1*1, les fibres se chevauchent souvent. Aux endroits de chevauchements, cela fait une plus forte épaisseur, et donc un amas de résine a proximité. Cela crée des "ponts" de résine.
En gros, un point dur et cassant.
Si ta surface est plane, préfère du sergé, ou du satin comme tissage.
Ou alors, faut utiliser du taffetas Textreme de chez Oxeon... mais c'est pas le meme budget ^^
Là, on est bien d'accord que ce que je vais te dire derrière, c'est vachement plus du feeling et pas du calcul hein...
Si tu veux mettre un UD (carbone je suppose), le mieux serait d'avoir une construction un minimum symetrique, donc 1 en dessous, 1 en dessus, mais te vas te retrouver avec une barre a mine. Donc si tu dois mettre un UD a 0, mets le en dessous et garde le tissus sur le dessus.
Après la rigidité va dépendre beaucoup de ton epaisseur d'ame (comme indiqué plus haut) et du module de ton ud.
Si ton 2* 3*200 était dans l'ordre d'idée de ce que tu recherche, rajoute juste une bande d'ud en dessous, de 150/200g, ca devrait etre pas pire :-)
Et pour l'aero...ouais, c'est pas l'idée de base en fait!
imotep33, les infos sur les sandwichs..
Euh, ben déjà par la formation que j'ai eu, je suis ingé matériaux composites ^^
Ensuite par mon taf actuel, je travaille pour une très très grosse compagnie de hockey au canada, et maintenant, vu que les batons sont uniquement en composites...
Et les papiers, ca s'achete ^^
Plus sérieusement, ce sont des publications scientifiques, en anglais. Là celle dont je parlais ce sont des types qui les ont présenté la semaine dernière au 19eme ICCM a Montreal, et a pres de 900$ l'entrée pour y assister, quand je te dis que ca s'achete...
Mais ca va se retrouver sur internet d'ici peu, c'est le côté positif de la recherche, c'est plus ou moins public!
Et pour les hieroglyphes et matrices...Pas de chances, les chercheurs ne s'expriment qu'avec ca ^^
Les carres/rails ont une influence, mais locale. Les sandwichs, c'est pas uniquement avec des fibres, ca peut etre alu/mousse/alu... Mais le preincipe reste le meme. Plus ton matériau rigide sera loin du centre, plus il aura d'impact sur le flex.
J'ai pas bien compris pour ta board par contre...sorry
Hésitez pas, après faut faire la nuance que ce que je dis, c'est aussi pour des méthodes industrielles, hautes performances, avec un besoin de reproductibilité hein... Avec un pote on a sorti 25 paires de lattes, on a pas fait 1 seul calcul ^^ On a juste utilisé nos connaissances pour avoir un bon feeling sur comment ca allait faire, mais rien de plus ^^
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L'inconnu, l'inconnu...pas vraiment.
C'est moins a la portée de tout le monde parce qu'il faut avoir de gros moyens en termes de ressources, logiciels et labo, mais dans un avion, y a pas grand chose qui est parallelepipedique, et on fait pas 200 avions protos pour savoir si ca tient ou pas.
C'est a ca que servent les logiciels d'analyse par elements finis...
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Pour les avions je connais assez bien puisque je bosse avec les moyens d'essai d'Airbus. Ce que je peux dire c'est qu'il ont caractérise des profils qu'il utilisent largement rien de nouveaux en fait. Même la forme des avions vient de modèle largement éprouvé. Le premier etant le dc10 je croit.
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Je parle pas forcement des avions de grosses production qui ne possedent pas une majorité de piece en composite, je parle apr exemple de l'a350, avec le center wing box, de mémoire 200 et quelques plis pour 40mm d'épais en monolithique carbone...
Au prix que coûte une piece de ce genre, tu peux pas te permettre de faire des proto, et pour le moment y a rien de similaire. Tu peux prendre des principes, mais la piece finale correspond toujours a un CDC bien particulier, avec des efforts particuliers etc.
Perso là où je bosse, on sauve bcp d'argent et de temps en faisant des simulations, et meme si les profils sont assez simples, y a des inserts, des lachés de plis, des zones non symmétriques, des matériaux différents, des cycles de cuissons différents etc.. Et si t'es pas capable de pré-dimensionner correctement et de dimmensioner une piece sans la faire, a l'heure d'aujourd'hui, c'est de l'artisanat.
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@Loupdu05,
pour ma planche en fait j'avais fait une premiere version en fibre de verre 120g + contreplaqué 3mm + ame balsa de 10mm.
une board normale c'est un noyeau mousse avec une peau qui enveloppe complètement la planche.
ma board c'est des couches posées les unes sur les autres sans jonction des peaux dessus/dessous. c'est pour ca que j'etais curieux de connaitre l'influence de cas peaux sur les rails entre autre.
je pense plus particulièrement a une marque de suf qui ne met pas de latte centrale mais qui met des renforts sur les rails pour la remplacer. c'etait pour savoir si quelqun est plus inspiré que moi concernant la rigidité que peut prendre/perdre la planche en fonction de comment on traite les rails.
pour ma part, je ne suis pas ignard non plus en RDM et structure puisque j'ai fait des études de conception. mais comme je suis pas bon décryptage de données mathématique, bah j'ai un peu de mal a avancer et a trouver des infos un peu plus précises que ce qu'on trouve partout. ok, pour tes docs, apparement c'est pas vraiment le genre de truc qui se partage comme ca, et meme si c'etait le cas c'est pas vraiment compréhensible pour 99.9% des gens. j'imaginait pas qu'ils bossaient tant que ca pour le hockey, apparement ca rigole pas avec le sport national !!
"tatahi" a écrit
