Carbone taffetas ou biax? Sur la carene?

Bonjour je suis nouveau sur le forum j ai 5 plnaches a mon actif depuis 2000.
pour la prochaine j hesite entre du carbone taffetas et l addition de plusieurs uds a 0 et 90. Le bi diagonal m'intéresse aussi mais la performance a 45 degre est mauvaise je crois que mettre deux ud a 45 et -45 degrade le gain de perfo du cardone. Par ailleur je voudrais tordre le cou a l affirmation que le carbone en carene est a proscrire. En traction le carbone tient 4 fois mieux que le verre mais en compression il est encore a deux fois mieux. Donc pourquoi le proscrire?

Bonjour, et bienvenue sur ce forum.

En ce qui me concerne, je fais essentiellement des planches de vagues. L'utilisation d'un Bi-Biais sur le pont me semble permettre de combiner la grande résistance du carbone en traction, et de moins avoir ses inconvénients de trop grande rigidité justement, puisque la fibre n'est pas placée selon l'axe longitudinal de la planche, et donc sa ligne de déformation principale. J'ai fait des planches avec tu carbone de même grammage (200 gr/m2), mais en taffetas, que je sens plus raides, et plus propices à renvoyer le clapot dans les jambes.

Sur les carènes qui travaillent en compression lors de grosses réceptions, je ne mets pas de carbone. Un carbone ne va pas flamber comme un verre en compression, mais casser net. Par contre, la pression des pieds par exemple sur un pont en carbone, qui "enfonce" le flotteur, fait travailler la fibre en traction et non en compression.





Pour des planches de slalom ou de freeride, je m'interroge toujours sur le compromis entre rigidité/performance et confort sur des plans d'eau compliqués, mais quitte à mettre du carbone, je pense qu'une association d'un UD placé dans l'axe, plus un verre taffetas équilibré léger est bonne.

Il y a sur ce forum des ténors du "tout carbone", ceci n'est que ma perception des choses !

Pour illustrer la fin de ton propos
en slalom je suis passé d'un custom full carbone à une SL2 
un monde de confort avec la SL2 et ne perdant rien en perf (nav' avec les mêmes partenaires)
donc effectivement il faut réfléchir ...
Pour mon windfoil par principe je survole le clapot
donc j'ai choisi... ce que j'avais en stock 
pas de verre et du carbone en bibiais !
Pis avec un foil se présent du travail en torsion...
Il faut penser aussi il me semble  au recouvrement des tissus  sur la "ceinture périphérique" que forme l'outline
cela participe aussi à la raideur de l'ensemble
pour moi y'aura 600g de carbone !

Bon comme on est la pour débattre voici un lien vers un forum sur les proprietes mecaniques des differentes fibres. Il faut surtout lire la derniere partie qui donne les propriétés du stratifue et discute de la résistance en fonction de l'angle fibre/sollicitation.

http://www.f3news.fr/t1936-proprietes-des-materiaux-composites

Voici un extrait choisi:
Contrainte max du tissu carbone a 0 degres:595MPa. La meme a 45 degres: 125 MPa (arghhhh!!) Donc en mettant une strat a 45 degre on divise par 4 la resistance max a une sollicitation sur la longueur de la planche!! Gain de souplesse oui mais cata au niveau poids/resistance. J en ai vu des plancjes cassées c est tpujours a 0 degrés. Lisant cela je me fais la reflexion suivante: l interet de composites est l anisotropie qui permet de laminer des fibres dans les axes et les zones de sollicitation majeures. Donc pour optimiser une planche poids/robustesse faut t il expres mettre
Les fibres de la strat principale pile dans la direction la plus eloignee de celle de la contrainte max???

Bon comme annonce plus haut on peut voir aussi que le carbone en perfo tabulee de compression tue le verre...et ca me parait logique. Donc question: pourquoi sur une planche retrouverai t on des proprietes mecaniques de compression differentes de celles testees sur eprouvette au laboratoire? ??

Types de tissus ; contrainte max en traction ; max en compression ; max en cisaillement ; E ; G

Unidirectionnel verre ----> | 1250 MPa | 600 MPa | 63 MPa | 45000 MPa | 4500 GPa
Unidirectionnel carbone -> | 1270 MPa | 1130 MPa | 63 MPa | 134000 MPa | 4200 MPa
Unidirectionnel kevlar ---->| 1410 MPa | 280 MPa | 45 MPa | 85000 MPa | 2100 MPa

Tissu de verre à 0° -----> | 85 MPa | 290 MPa | 63 MPa | 28730 MPa | 4500 MPa
Tissu de carbone à 0° --> | 425 MPa | 595 MPa | 63 MPa | 70687 MPa | 4200 MPa
Tissu de kevlar à 0° ----->| 229 MPa | 150 MPa | 45 MPa | 45570 MPa | 2100 MPa

Tissu de verre à 45° -----> | 94 MPa | 122 MPa | 98 MPa | 14130 MPa | 12760 MPa
Tissu de carbone à 45° -> | 123 MPa | 125 MPa | 397 MPa | 15055 MPa | 34487 MPa
Tissu de kevlar à 45° ----->| 87 MPa | 86 MPa | 131 MPa | 7720

Salut

Merci d'abord pour ce lien fort intéressant (que j'avais oublié, mais néanmoins présent sur ce même forum depuis déjà quelques années ICI, dans la rubrique Matériaux composites.....et oui, le temps passe !!), que j'ai pris plaisir à relire partiellement. Partiellement oui, parcequ'il faut bien avouer que si les principes de base sont plutôt éclairants pour quelqu'un d'avisé (en résistance des matériaux), ils restent cependant assez hermétiques, voire plutôt rébarbatifs pour les profanes !!   

Le problème de nos structures sandwich, c'est qu'elles allient des fibres différentes, aux tissages et orientations différents, le tout associé à des matériaux d'âme de nature et d'épaisseurs différentes. C'est bien tout le problème de la modélisation des structures complexes, sur lesquelles je me garde bien d'être catégorique. L'empirisme et l'expérimentation jouent selon moi un rôle majeur.

Les tests sur éprouvette de stratifiés seuls, ne peuvent à mon sens que constituer une indication très relative.

Quand au fait de faire travailler le carbone en compression sur une carène, ce n'est pas la sollicitation qui se produit en réalité en cas de grosse réception, puisque celle-ci flambe (compression initiant immédiatement de la flexion) à cause d'un défaut de collage du sandwich ou du délaminage du polystyrène proche de la peau interne de ce même sandwich. Plus le sandwich est fin, plus ce risque de flambage est important.

Pour les non initiés, j'ai piqué ce petit croquis sur wikipédia, avec une partie de la définition:


Le flambage ou flambement est un phénomène d'instabilité d'une structure, qui soumise à un effort normal de compression, a tendance à fléchir et se déformer dans une direction perpendiculaire à l'axe de compression (passage d'un état de compression à un état de flexion).

Il y a sur ce forum un membre très pointu en matériaux composites et structures sandwich. Lemat, HELP ! à toi de réagir !!

PS: attention, tu vas faire fuir tous les membres de ce forum !!   

"Bon comme annonce plus haut on peut voir aussi que le carbone en perfo tabulee de compression tue le verre...et ca me parait logique"



a+
Antoine

Salut
Intéressant tout cela mais il me faudra deux années d'études supérieures pour tout comprendre !
Je n'ai pas l'impression que chez Cobra ils ne se cassent trop la tête avec ces théories...
Sur une planche de série de réputation très à la mode  "comme il fallait bien la réparer " ,
j'ai trouvé un verre 100g sous l'airex pont et carène
un carbone 100g biax ou niveau du pont
un carbone  80g biax je pense, mais pas sûr c’était tellement fin 
et basta, 2300 euros neuf qui dit mieux?? et ça va grimper dans les années, et c'est bien, une chance de voir plus de "home made"!!

j'en déduit que nos custom sont et seront toujours plus costauds, la simple peur de faire léger et de foutre en l'air tout ce boulot,
nous amène à bétonner tout naturellement .
Et si jamais je claque une planche je peux toujours la réparer voir en refaire une autre ...
Donc pour moi pas de frustration théorique même si je n'ai pas encore mon brevet spécifique composite, peut-être me le faudra-t-il, si jamais on construit un Airbus sur ce site 
mais intéressant quand même!!!
éclatons nous !!!
A + Pat

Unidirectionnel verre ----> | 1250 MPa | 600 MPa | 63 MPa | 45000 MPa | 4500 GPa
Unidirectionnel carbone -> | 1270 MPa | 1130 MPa | 63 MPa | 134000 MPa | 4200 MPa


Tissu de verre à 0° -----> | 85 MPa | 290 MPa | 63 MPa | 28730 MPa | 4500 MPa
Tissu de carbone à 0° --> | 425 MPa | 595 MPa | 63 MPa | 70687 MPa | 4200 MPa


Je reste un peu critique sur ces données: hormis quelques erreurs d'unités sur les modules, un tissus à 0° est un tissus dont toutes les fibres sont dans l'axe de la pièce, axe de contrainte d'essai, donc un tissus à 0° est un UD.

Ceci dit un renfort fibres longues renforce dans son axe lorsqu'il est sollicité en traction. En compression la résistance est essentiellement due à la capacité de la résine à garder les fibres collées, c'est très dépendant de la forme de la pièce et de la résine utilisée. Si on peut extrapoler à partir d’éprouvette de traction ce n'est pas le cas en compression.

Une planche prise globalement en omettant les phénomènes locaux (derives, pied de mats, straps) est un tube, la résistance de la mousse est négligeable par rapport aux peaux, qui travaille en flexion. Aussi la matière la plus éloignée de la fibre neutre se trouve sollicité au maximum soit en traction soit en compression. La contrainte dimensionnante est alors le flambage localisé de la peau dans la zone de compression maximum. la peau dans ce cas fonctionne en membrane, c'est une contrainte qui dépend de la rigidité surfacique d’où la nécessité d'une matière isotrope obtenue en composite par l"emploi de fibre suivant 4 axes (au moins). Conclusion la peaux d'une planche gagne à être rigide quasi isotrope avec un renforcement spécifique axial aux zones de contraintes max. Reste à voir les autres contraintes et le comportement dynamique attendu (amortissement des vibrations, etc...)

Bonjour et merci pour vos reactions!
Pardon pour la tournure très théorique de la discussion. J espere ne pas faire fuir tout le monde. Et pour le racheter voilà une vidéo que mon beauf a fait de nos dernières vacances au Maroc: https://vimeo.com/130676504

Et maintenant... je continue!!
Bon ok sur le fait que la casse d une planche n est pas simple comme phenomene.  En tant que carbonophile☺,Je reste sceptique sur le fait qu un renfort moins rigide et moins resistant comme le verre presenterait des propriétés meilleures au flambage que mon cher carbon .. ca ne me parait pas logique. Mais bon j admets que la dedans l expérimental prime encore sur le théorique simpliste.
La reponse de lemat m intrigue. Si je suis le raisonnement il faudrait pour bien faire mettre sur notre chere carene deux taffetas: a 0 et 45 degres pour limiter le flambage. Ca peut etre logique par exemple de mettre la strat principale a 0 et un renfort sur la zone centrale a 45. Est ce que cela a deja ete essayé?
Je garde une petite question pour chatouiller lemat: le flambage observé est dans une direction privilégiée: toujours en travers de la planche. Tu es sur que pour minimiser ce flambage il ne sert a rien de renforcer une direction particuliere?? Ça me paraît étonnant de résoudre un problème du un axe avec une solution isotrope.

Le carbone étant plus rigide il est théoriquement meilleur pour le flambage sauf pour des sollicitations très dynamique (impact). Une peau a un comportement de membrane pour ce qui est du flambage local c'est donc une problématique surfacique qui nécessite un traitement multiaxial, combiné à des renforts pour les contraintes spécifiques. Par exemple une répartition de renforts 55% à 0°, 15% à +45° -45° 90°. Le carbone c'est la rolls du composite c'est meilleur pour presque tout...

http://www.mack-kayak.com/tissus/1083-carbone-innegra-150g.html

Salut aux spécialistes,

Merci Sanglier pour la vidéo, ça met l'eau à la bouche! en plus les vacances arrive à grands pas, alors en attendant on se contentera de surfer virtuellement.
La recherche des bons compromis composite pour nos bêtes s'avère complexe et déroutant, vue la complexité technique, pour ma part je continue à faire
confiance au maître et son bagage qui n'a pas déçu jusqu'ici.
si tu as(vous) des connaissances sur le tissu carbone inégra (voir lien), ça m'intéresse: pour, contre, déjà fait???

A+ dans cet intéressant débat, Pat

L'innegra est un fibre polypropylène. Le pp est un bon vieux plastoc que l'on rencontre très souvent ainsi que son cousin le pe (polyéthylène). Ils ont pour avantages d'être économique, de se travailler facilement, d'être plutôt tenace car déformable (comportement plastique) les autres performances mécaniques restent modestes mais uniformes. Là ils sont arrivés à rendre la fibre collable, gros défaut du pp et pe réputés incollables.
Pour avoir testé, une strat tout innegra seule avec une résine epoxy classique c'est fragile comme de la résine seule, en insistant on récupère la fibre. Avec une résine d'allongement supérieur à la fibre, la règle en composite, on obtient une membrane souple (les résines a fort allongement sont souples) et tenace. En associant innegra et fibre rigide certains n'obtiennent rien de super et d'autres des résultats fantastiques donc c'est à creuser... Une piste: le choix de résine est primordial.

Merci

Oui, il y avait un post concernant cette fibre qui est ICI

Salut,

je reviens sur le petit croquis d'Antoine montrant les différentes sollicitations que subit un flotteur lors d'une réception de saut.



Il me semble, contrairement à ce dessin que la carène soit soumise à des contraintes différentes:

Entre le gréement et le planchiste c'est de la compression, ok.  Mais devant le pied de mat, je pense que cela travail en extension tout comme derrière le strap ar. Un ami avait cassé son flotteur lors d'une réception de front un peu trop à plat: La carène avait cassé net 30 cm devant le pied de mat (juste à la limite où s'arrêtait le carbone (AHD)).

Salut 

C'est à mon avis qu'il a posé le front en sur-rotation, pile sur la spatule, c'est-à-dire un poil au delà du "à plat", ce qui explique parfaitement la rupture où tu la décris.

Hello avant d aller faire un tour au cap d agde demain voici des nouvelles. Je dematé une copie de la kode wave 92. Come je suis un peu buté je fais du tout carbone. J ai trouvé un plan pas trop cher et intéressant pour optimiser le halage en fonction des contraintes:du carbone ud de to cm de large. En 80g et 45g. C est autour de 11 furtifs le m2. Je prévois donc de mettre du 80 à 0° et du 45g a 45 degres (fois deux donc) sur le bloquage carene. Plus du 40 a 90° entre strap avant et pied de mât. Je pense rester si ce type de formule pour le reste. On verra ce que ça donne! Pis je cross que pire la deco je vais tenter la résine teintée. A bientôt.

Heu on dirait que j ai pas trop relu avant d envoyer. To cm de large c est 50cm de large.et les 11 furtifs c est 11 euros!