Origine
Les premiers palans étaient déjà utilisés sur les chantiers il y a 2 500 ans pour faciliter certaines opérations. Les palans ont été perfectionnés au fil du temps. Les lois physiques relatives au levage de charges et l'augmentation de la force des appareils à l'aide de plusieurs câbles et poulies ont été exploitées pour parvenir à déplacer de grandes charges sans moteur. Ces principes simples mais ingénieux sont encore appliqués de nos jours.
Qu'est-ce qu'un palan ?
Un palan est une structure mixte composée d'un câble et d'une poulie au moins. Il est utilisé pour soulever des charges. La présence de plusieurs poulies permet de réduire la force requise pour soulever une masse. Certaines poulies sont fixes, tandis que d'autres sont mobiles et se déplacent pendant le processus de levage. L'avantage que constitue cette augmentation de la force doit cependant être compensé par une distance de traction plus longue.
Les quatre palans types
Quatre variantes de palan avec une force de traction agissant vers le bas vont être analysées dans la suite de cet article. La structure la plus réaliste possible a été modélisée schématiquement ci-dessous afin de mieux comprendre son comportement.
Dans cet exemple, chaque variante doit soulever un poids G = 100 N sur une hauteur de u = 100 mm. Où :
| F | force nécessaire pour soulever le poids, qui correspond à l'appui inférieur gauche sur le modèle RFEM |
| n | nombre de sections de câble porteuses |
| Δl | capacité de traction requise pour soulever le poids à la hauteur u |
Pour ce type de système, la distance de traction requise est déterminée par Δl = n · u.
Umsetzung 1 : 1
F = G
Δl = u
Umsetzung 1 : 2
F = 0,5 · G
Δl = 2 · u
Umsetzung 1 : 3
F = 1/3 · G
Δl = 3 · u
Umsetzung 1 : 4
F = 1/4 · G
Δl = 4 · u
Modélisation dans RFEM
Lors de la modélisation, le câble doit être entré sous forme de polyligne continue avec au moins trois nœuds. Le logiciel le « reconnaît » ainsi comme un câble complet. On peut ensuite assigner le type de barre « Câble sur poulie » à cette polyligne. Une extrémité au moins de la barre du câble doit avoir un appui fixe ou une barre rigide afin que la charge de traction appliquée puisse être transférée. La force de traction doit être uniforme sur les barres de type « câble sur poulie », il n'est donc pas nécessaire de modifier les paramètres des éléments reliés les uns aux autres pour le levage. Les éléments proches ou appuis nodaux reçoivent les efforts de flèche si le câble flambe.
Lors de la modélisation, les barres rigides ont été appliquées de manière à ce que la force de plancher puisse être affiché sur un appui. D'autres appuis de stabilisation ont été assignés aux poulies pour compenser l'instabilité.
La distance de traction requise a été appliquée à l'aide d'une déformation nodale imposée.
Base de connaissance