Réfléxion sur la rigidité des âmes
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Bonjour à tous!
Dans un moment de folie, j'ai pondu un article pour faire dire aux maths ce que tout le monde sait depuis longtemps: comment dimensionner l'âme de votre arme de GN?
Les critiques sont les bienvenues. Considérez que ceci est un premier jet, pouvant comporter des erreurs, des imprudences etc… que je serais ravi de corriger. N'hésitez pas, je n'ai que 4 armes dans les pattes: 3 épées assorties don't j'ai honte à plusieurs niveaux, et un quaterstaff trop souple. Ne me faites pas confiance!
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Très bien fait, chapeau!
Sans avoir vraiment épluché en détail les maths, je crois que ce que tu avances a bien du sens. Seul point que j'ajouterais c'est que au collage de deux carrés de FDV, la colle n'est pas aussi rigide que la fibre elle-même. L'alternative à ceci, qui fonctionnerait sûrement aussi avec deux tiges circulaires, est d'utiliser de la résine (peut-être avec de la fibre autour pour solidifier). Là, on fusionne des matériaux avec le même type de matériau, donc on a une soudure beaucoup plus représentative des résultats théoriques que tu as calculés.
même avec des renfort de partout, le balza ne supportera pas la moindre parade un peu appuyée (cisaillement), je le crains. j'ai pas essayé avec du balza, mais même avec du bambou seul, ça casse.
lorsque j'utilise du bambou pour une arme longue, j'enchasse le jonc de bambou dans un tube PVC fin (gaine électrique) : le tube pvc protègeant le bambou des choc de type cisaillement et l'ensemble bambou+tubepvc a un meilleur ratio rigidité/poids que la fibre de verre. le bambou a néanmoins un diamètre supérieur à une fibre de verre à rigidité comparable.
Un jour, je ferais des vrais tests au banc d'essai ou avec des haltères et une (grosse) ficelle. Je ferais des suboris, et je frapperais des rampes de métal. Là, on saura vraiment.
Ah, et je n'ai jamais préconisé l'usage du balsa seul (ou peu renforcé). Ça serait de la folie pure! Pour donner une idée, une baguette de 1m de long posée sur des deux extrémités se brise dès qu'on pose un peu de poids au milieu (1 ou deux kg devraient suffire). Alors une parade…
Après, tu parles de parade… Comment le bambou se brisait-il? Se fendait-il dans le sens de la longueur (problème de cisaillement), où se brisait-il en deux (problème de flexion)? La résistance à la flexion et au cisaillement sont très différents. L'effort de flexion peut être concentré dans une petite zone, le cisaillement affecte typiquement toute la longueur. Une baguette de balsa, par exemple est très fragile en flexion, mais supporte (comparativement) bien le cisaillement.
Après, même en cisaillement, le balsa est probablement bien plus fragile que la baguette en fibre de verre. Mais à un moment, c'est à savoir qui va céder en premier: la fibre sous la flexion, ou le balsa sous le cisaillement? Ça dépend de pas mal de facteurs, dont l'épaisseur des différentes couches. Et pour compliquer le tout, la rigidité de la fibre de verre à l'extérieur permet de réduire les efforts de cisaillement sur le balsa à l'intérieur…
Encore une fois, rien ne vaut un saut à pieds joints sur l'âme pour tester sa réelle solidité. Promis promis, un jour je ferais des vrais tests.
ok, donc j'emploi "cisaillement" de façon incorrect dans le cas du bambou, c'est plutot la flexion qui a fait cèder le bambou.
c'était une parade particulière : je tenait l'arme par chaque extrémité au dessus de ma tête, horizontalement, et l'adversaire à frappé verticalementde haut vers le bas de façon puissante avec une épée allemande à 2 main assez dure et lourde, en plein milieu.
En fait, je pensais précisément au style de collage que tu proposes. J'ai réécrit le dernier paragraphe pour plus de clarté: utiliser un sandwich baguette/tissu de verre/baguette, collé à la résine epoxy. On peut aussi tout entourer comme tu le suggères, mais je ne suis pas sûr que ça soit utile: tant que le collage tient, c'est comme si on avait une seule baguette.
Quand au collage de baguettes circulaires, même à la résine et à la fibre de verre, j'ai peur que la faible surface de collage cède sous les efforts de cisaillement.
Au passage, les fous de la légèreté peuvent tenter autre chose: le sandwich baguette/tissu/balsa/tissu/baguette (baguettes et tissu de verre, hein!). Ce genre de technique est utilisée en planeur modèle réduit pour les clef d'aile de compétition. Ces trucs là supportent des charges invraisemblables, tout en étant relativement légers.
Par exemple, imaginons ce montage avec deux baguettes de fibre 10×5, et du balsa 10×10. C'est deux fois plus large qu'une unique baguette de fibre 10×10, 7 fois plus rigide, mais à peine plus lourd. Seul danger: que le bois se fende sous les efforts de cisaillement. (Et là, on passe de 7 fois plus à 2 fois moins, soit une division par 14…) À tester avec du bois plus fin (2 couches de 5mm, 3 couches de 3mm…), ou plus dur (samba, hêtre) —mais alors attention au poids.