[Technique] Monobras VS bras classique

En competition de haut niveau, peu être qu'on s'en fou un peu si on les change TRES régulièrement ? non ?

Absolument , on jette même la roue classique complète sans se poser de questions, de toutes façons les monteurs de pneus les ont tellement écorchées que c'est nécessaire
A+ Dan

En side,meme au TT ils ont des mono-bras qui ne posent pas de problèmes

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Les B.O. des sides :
OK, mais les contraintes ne sont pas les mêmes, par rapport aux motos "solo", c'est plus en latéral, et moins en torsionnel, et faire travailler un B.O. à 2 bras en latéral, ça semble aberrant du simple point de vue mécanique.
D'autre part, sur les sides, le bras peut avoir une section plus importante (moins de soucis d'encombrement), et il sont aussi un peu plus courts, donc d'autant plus rigides.

Si çà tient en flexion verticale et latérale , çà tient dans toutes les directions y compris en torsion, principale sollicitation critique pour application en moto, les poutres caissons sont largement employées dans beaucoup d'application actuelles , il y a belle lurette que les ponts roulants de tous tonnages sont construits de cette manière et sans pénaliser le poids mort. Encore une fois il faudrait comparer avec des vrais chiffres sur de vraies dimensions, mais je n'ai pas de doute, tellement un mono semble manquer de souplesse , c'est raide et franc du collier.
A+ Dan

Dan42 a écrit:

Encore une fois il faudrait comparer avec des vrais chiffres sur de vraies dimensions

personne ici a cettes chifres.

mais prends une roue d'un vélo entre tes 2 mains , laisse quelqu'un d'autre le faire tourner et essaye de kle changer de direction.
maintenant prend le roue à une coté avec tes 2 mains et essaye le même je suis sure que tu sentera la différence ;-)

Le diamètre de la roue x le point d'appui du roulement sur le moyeu(déport chaine -roulement) x les 300kg = cela fait une autre contrainte en torsion qu'un side qui a déjà du 15" voire moins, glisse facilement, atteri souvent à plat etc etc.
Comme le souligne Noêl, il faut prendre les bon chiffres
J'ai fait le singe sur un 1000 de 200cv, les contraintes sont vachement plus progressives sur le pneu arrière vs une moto du même accabi sans TC et electrons bien entendu.

Les contraintes en torsion sur la poutre du monobras ont lieu dans tous les cas, que ce soit en side car ou en moo solo, la, les simples charges verticales sur l'arrière les induisent : déport du plan médian de la roue ou point d'application de charge sur le pneu à l'axe du bras dans sa section dangereuse. Sur une VFR 800 F1 le section dangereuse du bras est de h=110mm; L=60mm; distance axe section /axe médian roue =130mm ; charge moyenne =200 Dan en marche.
On ne connait pas l'épaisseur des parois ni les caractéristiques du matériau de la poutre. Les valeurs angulaires de torsion ramenées à l'axe de roue occasionneraient son déplacement par rapport à sa position de référence, sous un couple de torsion de 260 Nm. A vos calculs estimatifs A cela s'ajoutent les contraintes combinées de flexion verticale dues au déport des ancrages de suspension et les compressions dues à la traction de chaîne et à la poussée de la roue lors de l'avancement ( 1000 à 1200 DaN maxi).
A+ Dan

Je ne pense pas qu'on puisse comparer les mono bras dans les cas side ou voiture par rapport au cas moto. Si on reste sur le cas "bête et con" de la ligne droite, le monobras devra reprendre des efforts de torsion qui n'existent pas dans le cas du double bras classique. Si ces efforts sont mal repris, avec une rigidité trop faible du bras, alors l'axe de la roue ne sera plus parfaitement horizontal. Dans le cas d'un side, ou d'une voiture, c'est pas super grave, ca induit juste un poil de carrossage, qui doit pouvoir se régler par ailleurs. Sur une moto, ça me semble en revanche plus problématique.

En revanche, dans le cas du virage, toutes les conceptions de bras doivent reprendre des efforts de torsion. Le moment de torsion n'est du qu'au déport du point de contact du pneu au sol, et du décalage latéral du centre de gravité (déhanchement du pilote + position du CG initiale qui ne serait pas dans le plan de symétrie de la moto + roue non centrée dans BO, pour diverses raisons). Je n'ai pas fait les calculs, mais j'ai dans l'idée que, dans le cas du virage, le moment de torsion sur le bras est sensiblement plus faible, puisque l'effort de réaction de la route sur le pneu est grosso modo dans le plan de la roue (si le pilote ne déhanche pas).

Thieu, merci de cette intervention , je pense toutefois que le moment de torsion exercé sur le bras en virage dépend de quel côté l'on tourne, car le déport d'appui au sol varie bien de l'ordre de 60 mm de part et d'autre du plan de le roue (pneus de 180 à 200 mm de largeur). D'un côté çà compense , de l'autre çà en rajoute: moins à gauche , plus à droite. Pour un bras classique double cela se traduit par des flexions inégales dans les branches qui sont chargées de maintenir l'axe. Dans les 2 types de construction le dimensionnement doit être adapté et les balaizes caissons doubles actuels le montrent.
A+ Dan

J'ai pensé à ce débat au Salon du 2 Roues de Lyon hier en passant devant ce "délire de l'artiste" où l'esthétique prend le pas sur toute considération autre !
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Thieu a écrit:

En revanche, dans le cas du virage, toutes les conceptions de bras doivent reprendre des efforts de torsion. Le moment de torsion n'est du qu'au déport du point de contact du pneu au sol, et du décalage latéral du centre de gravité (déhanchement du pilote + position du CG initiale qui ne serait pas dans le plan de symétrie de la moto + roue non centrée dans BO, pour diverses raisons). Je n'ai pas fait les calculs, mais j'ai dans l'idée que, dans le cas du virage, le moment de torsion sur le bras est sensiblement plus faible, puisque l'effort de réaction de la route sur le pneu est grosso modo dans le plan de la roue (si le pilote ne déhanche pas).

Oui, voilà J'avais fait les calcules à un moment, ce n'est pas énorme (rapidement, poids de moto + pilote entiers en pleine accélération, fois facteur dû à la force centripédale, fois 90mm... 340 x 9,8 x 2 x 0,09 =600Nm).

La différence importante, c'est que sur un monobras, la résistance à la torsion vient uniquement de la mode torsion, donc inertie de surface du bras.
Sur un bi-bras, il y a la résistance verticale qui joue : afin que le bras se torde, il y a un côté qui doit monter alors que l'autre descend. Alors une triangulation dans le plan verticale empêche la torsion, même si les deux bras n'ont que très peu de résistance à la torsion en soit. Ce qui laisse la liberté  de dessiner un bi-bras avec de la flexion latérale : on fait que les deux bras soient haut mais minces. Si on tente cela en mono-bras, très difficile de trouver un structure qui résiste à la torsion sans en même temps avoir une résistance forte à la flexion latérale : un poutre mince se tord facilement.

A masse égale et caractéristiques égales des matériaux de construction (je reste prudent !), un monobras est beaucoup plus rigide en torsion qu’un bibras si l’on se réfère aux inerties polaires des sections respectives.
Pour faire simple, un bibras avec 2 tubes de 40x36 et un monobras de 78x74 auront approximativement (je reste prudent !) la même masse mais avec une inertie polaire 4 fois moindre pour le bibras. L’inertie polaire étant à considérer comme la raideur qui fait le lien entre le couple et la déformation angulaire, par analogie avec un ressort classique.
En fait, l’écart doit être plus important car chaque tube du bibras subit effectivement de la torsion égale à l’angle de déformation, et en + une flexion du fait de la déformation en hélice du brasillion (en référence à le bon coin), imaginez la roue tournée de 90° ! le cas de la double barre de torsion doit bien être traité dans des manuels de méca ?

> Philip : C'est vrai si tu fait la somme des deux inerties polaires de chaque bras du "bi bras", chaque inertie étant calculée autour du centre de chaque section de bras. Dans les faits, il faudrait plutôt considérer l'inertie autour d'un point qui se situe dans le plan de symétrie de la moto. Cette dernière hypothèse est probablement un peu trop forte, puisque les deux bras du "bi bras" ne sont reliés qu'au niveau du pivot dans le cadre, et de l'axe de roue, mais je pense qu'on est sensiblement plus raide en torsion que la simple somme des deux inerties autour des centres de sections.

Philip a écrit:

En fait, l’écart doit être plus important car chaque tube du bibras subit effectivement de la torsion égale à l’angle de déformation, et en + une flexion du fait de la déformation en hélice du brasillion

C'est de cela que je parlais juste en haut... mais cela n'augmente pas l'écart, il le réduit : faire deux types de déformation oblige plus de force qu'une seule.

Pour comprendre, imagine chaque côté d'un bi-bras fait en tôle très mince. Donc la résistance à la torsion dans chaque bras est près de zéro. Pourtant, une fois la roue attachée entre les bras, la torsion de la roue implique la flexion des bras... c'est à dire déformer le tôle dans le sens difficile. Alors la résistance à la torsion de l'assemblage bi-bras + roue est loin au dessus de la somme de des résistances des bras en isolation.

Vous allez voir que l'on va finir par faire un calcul comparatif , Graham, quand tu dis : une poutre mince se tord facilement, non, un tube mince de bon diamètre est très résistant en torsion, vite fait j'ai comparé un axe plein de 16 et un tube de 33 ép 2, le Io/v est pratiquement x10 pour le tube à section de matière égale, masse égale. ( j'espère que mes vieilles formules sont encore bonnes )
A+ Dan

Je n'ai pas dit tube mince, j'ai dit poutre mince : pour être très concrète, un poutre rectangulaire de dimensions a x b avec a tout petit se tord facilement même si b est grand...

Alors, la forme des bras sur le BO d'une motoGP est comment ?

Tu as raison Graham, une poutre mince très étroite se tord comme un fer plat. Je viens de regarder le sujet "Trophée du million 77" et à cette époque on avait déjà bien introduit le mono amortisseur arrière ( sur les Yam en particulier) en place des 2 amortos classiques, pour moi ,le mono bras a suivi la même démarche, alors que la logique basique ferait penser que 2 amortisseurs // c'est mieux, plus stable.....etc, grossière erreur, les 2 ne sont jamais identiques dans toutes les conditions.
A+ Dan

Bonsoir,
il faut si l'on veut faire une comparaison faire la différence entre les deux modes de fonctionnement.
En ligne droite, le bi-bras est sollicité suivant deux flexions: traction de la chaine, et le bras de levier de la suspension. Pour le monobras c'est la mêmechose mais il faut rajouter une torsion. Comparer la rigidité en torsion des deux solutions n'a pas beaucoup de sens.

Dan, reduire ta vision de la fonderie à la réalisation de pièces peu performantes est très réductrice et stéréotypée. La fonderie est une technologie utilisée dans des secteurs de pointe: aéronautique, spatiale, armement, médicale, etc...

Je n'ai pas si esquinté la fonderie que çà malgré tout je n'ai pas beaucoup d'exemples de pièces de fonderie sollicitées très durement en contraintes variables et alternées et si l'on rencontre pas mal de pièces sur motos sportives du commerce: cadres, bras oscillants en fonderie, en compétition GP, on passe systématiquement en mécano-soudure ou taillé dans la masse d'ébauches forgées ou laminées, ce n'est un secret pour personne.
Maintenant pour la comparaison des 2 types de bras, il me semble que c'est clair: les membrures de chacun ne travaillent pas tout à fait dans les mêmes conditions mais ils doivent tous les 2 réaliser la même chose: maintenir la roue verticale et dans l'axe de la machine, résister dans leur ensemble à la flexion dans toutes les directions et à la torsion ( le double étant sollicité essentiellement à la flexion , mais pas que, dans cette mission).
A+ Dan

Dan42 a écrit:

on avait déjà bien introduit le mono amortisseur arrière

Je soupçonne que les BO plus résistants à la torsion fussent un effet accidentel de la transition vers le mono amortisseur : S'il faut faire passer de la force entre l'axe de roue et un amortisseur monté à une distance, il fallait renforcer les deux bras contre la flexion verticale. Or, sur un bi-bras, une rigidité verticale les deux côtés et un peu d'embouteillage vers le pivot (ou un structure triangulé comme les BO des premiers Yamaha monoshock), et voilà on se trouve avec un BO qui résiste à la torsion.

Ce n'est qu'après que les bi-bras à deux amortisseurs ont commencé à se voir renforcé avec des triangulations en dessous...

Plus un bras est haut , plus il resiste à la torsion.Ensuite l'épaisseur fait de la resistance dans les autres sens .

Faux... La hauteur est prédominante en flexion Ix = (bh^3)/12.

En torsion, hauteur et largeur ont le même impact.

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Je suis d'accord , mais tu es pris en emcombrement en largeur(roue-pneu-cadre), donc il faut compenser ailleurs.
Le mono bras de ma moto est plus haut que large, il est creux aussi pour laisser passer la chaîne.
Plus tu pars en wheeling, moins la force de torsion est forte, car le plan change vs les points d'applications des efforts, à la verticale, cela devient de la flexion presque pure.

Bien, pour apporter un peu d'eau au moulin: en ce qui concerne les échanges thermiques, hier je suis allé faire un bon run en tirant solidement et suffisamment longtemps sur la bête, 180 km et du 100 mph et au delà. Au retour la t° d'eau était à 91 °c, je n'ai pas de thermomètre à contact mais voici mes estimations:
les poutres latérales du châssis brûlantes 65/70°, le monobras moyen tiède 35/40°, le moyeu arrière tiède 30°, plus froid que la chaîne, moyeu avant froid t° ambiante 20°. A noter que l'arrière est dans le flux d'air chaud du moteur et des échappements, canalisé par le carénage, çà ne peut pas être froid. Rien de catastrophique à priori sachant que le bras est fixé directement sur le carter moteur. On constate, et ce n'est pas un scoop, que le châssis alu est un sacré radiateur.
Suite à la lecture d'un essai de la nouvelle Kawa à compresseur de 325 Hp, je constate avec bonheur que le staff technique de Kawasaki heavy industries a retenu un monobras sur la partie châssis ultra optimisée en résistance /masse de ce monstre qui a parait-il une stabilité à toute épreuve à très hautes vitesses ( au dessus de 300, au dire des essayeurs malgré leur trouille de départ).
A+ Dan