Déformation du mât [calculs théoriques] ...

S'il faut le faire manuellement, amha il vaut mieux partir du moment redressant disponible, puis selon la forme de la voile et géométrie du gréement on peut remonter à un dimensionnement du mât acceptable en pratique.

Modéliser la distribution des forces sur une voile selon le vent est beaucoup plus complexe, pour avoir un résultat exploitable en pratique il faut faire recours aux logiciels, ou sinon on est obligé d'accepter des énormes simplifications...

Sinon pour simplifier tu as un simple torseur avec comme force, la portance de la voile et comme moment la force de la portance revenue sur le mat, un petit calcul vectoriel et c'est fait.
Comme tu es en statique tu n'as pas besoin de plus. Connais tu la vitesse du vent? la vitesse du char? l'angle entre le déplacement du char et le vent?

Maintenant il faut que tu déplace ce que tu as trouvé sur la base de ton mat, tu pourras alors déterminer la flexion et le diamètre du mat.

bonjour, selon les hypothèses il s'agit d'un mat non haubané. les efforts subis par le mat sont fournis par la voile et perpendiculaires aux trois cotés (guindant, bordure et chute). il convient de faire une approche spécifique au niveau du vis de mulet (point d'appui de la bôme sur le mat) en tenant compte de l'action du hale -bas et de la position de l'écoute de grand voile sur la bôme. une fois ces calculs effectués la tenue du mat dépend des forces en pied de mat et de celles qui sont appliquées au niveau de l'étambrai. en effet c'est, sur ce type de gréement, l'endroit le plus sollicité du mat. pour définir une section de tube il convient également de penser aux forces de réaction qui vont venir équilibrer la pression sur la voile afin de maintenir le char à voile stable. c'est avec cette valeur qu'il sera possible de déterminer le tube suffisant, ni trop faible ni trop solide. cette valeur dépend de la position de la roue sous le vent et de la mase ainsi que du centre de gravité de l'engin (il n'y a pas de rappel dans une char à voile simple). le vent maximum est un élément qui pourra être calculé pour savoir jusqu'où l'allure de près est possible avec toute la voilure. ensuite on réduit la surface par une prise de ris. cordialement.

je voudrais pas vous déranger entre spécialistes...mais le mat est-il d'une seule et même section sur toute sa longueur...? Car sinon, il faut tenir compte de sa déformation. Et là, à la main....c'et une autre paire de manche le calcul!!

C'est un projet pratique. Depuis vendredi dernier on sait qu'on doit fabriquer un char à voile.
Les profs nous ont laissé sans info à part des consignes de sécurité et des limites quant à la structure (2m max de long, 4,5m de hauteur, 1,8m de large et un bôme maxi de 2,5m).

C'est pour ça que je cherche à calculer notre mât. N'ayez pas peur, on a un oral de présentation de notre char vendredi.
On peut pas se servir de logiciel, tout à la main, les profs valident ou pas. Mais je vous avoue une semaine et demi pour préparer tout ça.. c'est très (trop?) court...

Donc je pense que les simplifications seront suffisantes.
Niveau coef portance je ne l'ai pas calculé.
J'ai utilisé cette formule pour la force de portance:
F(portance)=densité(air)airecos(pi/2-angle-incidence)*vent_apparent²

On a émis comme hypothèse que les calculs seraient fait a angle-incidence=20° (le max pour un écoulement laminaire).

Est ce que ma formule est erronée ?

Ton calcul de char à voile doit être basé sur une approche structurelle. L'aérodynamique et la portance ne viennent qu'après pour estimer les performances du char pas pour savoir si ton mât tient debout.
Le moment maximum en pied de mât est la somme géométrique :
1) du moment de stabilité créé par le triangle des trois roues et du poids, un peu excentré pour le pilote.
2) au moment parasite du à l'écoute de GV quand tu surbordes ta GV (20% de l'effort standard de l'écoute x la distance du point d'attache au mât)
L'effort standard peut être calculé depuis la formule Harken (cf leur site) et la force du vent.
Une autre approche simpliste est: tu souques à mort le palan de GV et le mât ne doit pas tomber... à mort = 200N à 300N max dans un palan 1 brin en bout de bôme, 2 brins au grand maximum.
3) le hale-bas peut être oublié si son point d'attache bas est situé juste au-dessus de l'encastrement mât. Son moment parasite n'entre pas dans l'encastrement du mât et devrait rester inférieur à celui-ci.
4) ensuite on applique un coefficient d'amplification dynamique, le char roule sur une plage bosselée, le pilote donne des coups de reins, qui ne devrait pas dépasser 1,5 à 2.
5) une dernière configuration à prendre en compte: ne pas casser le mât quand on passe sur le toit. Il y a pas mal d'efforts dynamiques dans cette configuration...
Bon courage.

comme disent Roberto et Altair il faut avant toute chose savoir ce que la stabilité de l'engin permet d'avoir comme force inclinante .

ça servirait à rien d'avoir un mat d'une certaine inertie si le char bascule bien avant que le mat casse .

donc il faut (en faisant simple ) calculér le moment de chavirement du char avec son conducteur .

ce qui va donné une force à X metre en hauteur ,force appliquée donc au centre velique .

ensuite (toujours pour faire simple) en concidere une poutre encastrée avec une force uniformement repartie sur la hauteur ou progressive suivant la surface de la voile ( pour celà il y a plein de formule connu sur internet) .

josé

Ne serait ce pas plus efficace de mettre une voile à corne? le CdG de la voile serait plus bas et il y aurait moins d'effort :) :acheval: :acheval:

Merci à tous pour votre aide ! C'était vraiment intéressant ! Vos réponses étaient tellement précise que j'ai dû lire pas mal de choses sur la voile.
C'est un sujet très intéressant !

Les profs ont effectivement choisi les chars les plus originaux... Certains sont sans calcul de force sur le mât, d'autres avec géométries irréalisables...
Désolant, enfin c'est comme ça.

En tout cas, toutes ces recherches sur les voiles/bateaux/chars m'ont mis l'eau à la bouche. Je vais m'acheter sous peu un livre de Tabarly pour faire voyager mon esprit.

Très bonne année à vous tous.