L'électron rare
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First structural study of the awning mode, using section properties measured on the actual C-beam STEP (I = 6.11e5 mm4 by numerical integration). Verdict: a free cantilever fails at 80 km/h wind (SF 0.89) while tip props turn four plain C-beams into a structure that rides out 100 km/h at SF 2.6 — props are structural, not optional. Baseline for the FEM stage: four C-beam crossmembers plus two props; deployment procedure and wind fold-in rule recorded.
3.0 KiB
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Prédimensionnement — porte-à-faux de l'étage solaire coulissant
2026-07-09 — calcul poutre 1er ordre, à valider par FEM FreeCAD (ccx) sur la configuration retenue.
Hypothèses
| Paramètre | Valeur | Source |
|---|---|---|
| Étage mobile déployé (pare-soleil) | ~300 kg (195 kg panneaux + ~85 kg cadre V-SLOT + accastillage) | datasheets + estimation cadre |
| Porte-à-faux L | 2 080 mm (largeur de l'étage entièrement sorti) | géométrie 2×5 panneaux |
| Longueur d'étage | 8 800 mm (5 panneaux de 1 755 mm) | datasheet LONGi |
| Poutre | C-beam 40×80, flexion axe fort | piste V-SLOT retenue |
| Section : I fort / module | 6,11 × 10⁵ mm⁴ / 15 280 mm³ | mesuré sur le STEP (intégration numérique, A ≈ 8,3 cm²) |
| Alliage | 6063-T5, Re ≈ 145 MPa, E = 69 GPa | standard profilés |
| Vent | pression dynamique × coeff. auvent 1,2 ; 80 km/h ≈ 300 Pa, 100 km/h ≈ 474 Pa | ½ρv² |
Résultats
| Configuration | Flèche (mm) | σ (MPa) | SF vs Re |
|---|---|---|---|
| 4 poutres simples, poids seul, console libre | 20 | 50 | 2,9 |
| 4 poutres simples, vent 80 km/h, console libre | 64 | 162 | 0,89 — RUINE |
| 6 poutres simples, vent 80 km/h, console libre | 42 | 108 | 1,34 (insuffisant) |
| 6 poutres doublées, vent 80 km/h, console libre | 21 | 54 | 2,7 (lourd/cher) |
| 4 poutres simples, poids seul, béquilles en bout | 0,8 | 13 | 11,6 |
| 4 poutres simples, vent 100 km/h, béquilles | 3,9 | 57 | 2,6 |
| 6 poutres simples, vent 100 km/h, béquilles | 2,6 | 38 | 3,8 |
Conclusions de conception
- Les béquilles sont structurelles, pas optionnelles. En console libre, le premier coup de vent à 80 km/h ruine la structure (SF < 1). Avec deux béquilles (ou tirants) en rive extérieure, 4 C-beam simples encaissent 100 km/h avec SF 2,6.
- Mode déployé = béquilles posées, toujours. La sortie « brève, sans béquilles » tient au poids propre (SF 2,9) mais un coup de rafale imprévu ne prévient pas — procédure : déployer, poser les béquilles, ensuite seulement travailler dessous.
- Consigne de repli malgré tout (rafales > 100 km/h annoncées, orage) — à intégrer à la check-list et au monitoring Cerbo/ESP (anémomètre en option).
- Baseline retenue pour la FEM : 4 traverses C-beam 40×80 simples + 2 béquilles — la solution la plus légère qui passe.
Limites du calcul (→ FEM)
- Poutre 1er ordre : torsion du cadre, reprise aux galets (charge locale sur la gorge V), effets dynamiques de rafale et vibrations de roulage non couverts.
- La liaison poutre/chariot et la butée de fin de course sont à dimensionner à part (concentrations locales).
- Béquilles : flambement à vérifier (élancement) + appui sol mou.
Méthode : δ = qL⁴/8EI (console) ou qL⁴/185EI (console + appui bout), σ = Mc/I avec M = qL²/2 resp. qL²/8. Section extraite du STEP Rat Rig par slice + intégration (grille 0,5 mm).