Projet Matériaux

Choix de matériau pour un mat de voilier

Sommaire

1. Données d’entrée 3 a.Définition du mât 3 b.La force du vent 3 2. Étude du mat 4 a.Calcul des différentes Variables 4 b.Etude de différents matériaux 5 3. Étude composite 7 a.Choisi 7 b.Créé 7 4. Exploitation des données 8 5. Conclusion 9 a.Etude 9 b.Question bonus 9

Le but de ce TP est de déterminer le matériau à utiliser pour confectionner un mât de voilier. 1. Données d’entrée a. Définition du mât

* La longueur : L = 15 mètre * Rayon extérieur : 10 cm * α = 30° angle entre l’horizontale et la force transmise par la voile * Fv= sinα * Fh=cosα b. La force du vent

La force transmise par la voile est de 5000N. Cette force se décompose en : * Une force verticale de valeur Fv= sinα≃0
Cette force est négligeable car on néglige l’effort de compression face à l’effort de flexion.

* Une force horizontale de valeur Fh=cosα=4330 N

2. Étude du mat c. Calcul des différentes Variables

* Calcul du rayon intérieur : Rint=(Rext4- Fh.L.Rextπ2.σmax)14

* Calcul du volume de matière : Vmât= L.π (Rext2-Rint2)

* La contrainte max : σmax=σz=0, r=Rext=Fh.L.Rextπ2.(Rext4-Rint4)

* La contrainte maximum subit par le matériau doit être inferieur ou égal à au quart de la limite élastique du matériau

σmax<0.25* σmax du matériau considéré

* Calcul de la flèche : Fléche=FHL33 E 12 π Rext4-Rint4

* Calcul du poids : P=V x ρ

P=πRext2- Rint2 x L x ρ

Avec ρ la masse volumique du matériau choisi.

d. Etude de différents matériaux

Suivant les critères suivants : - Module de young E
- Limite élastique σe
- La densité

Nous allons faire deux études distinctes. La dans la première nous allons tester différents aciers et alliages. Le prix, la flèche et le poids sont les critères sur lesquelles le client sera le plus