Renforts carbone: entre mythe et réalité, ce qu'il faut ne pas faire

[Dagda]

C'est quand même un topic dégorabo ici ...

[sombracier]

Pourquoi dans tes essais tu ne livres pas les résultats dans les 6 sens d'effort ?
Effort normal
Les deux efforts tranchant Tx TY
Les moments selon les trois axes

Car vous parlez de choux (vrille = moment) et carottes (l'effort tranchant de traction tel que calculé).

Effectivement le tranchant s'il est trop contraint, ce sera dur de régler le manche c'est plus d'effort pour le truss rod.
Les résultats sur le vrillage pourraient etre intéressant.

[mexuku]

Pourquoi dans tes essais tu ne livres pas les résultats dans les 6 sens d'effort ?
Effort normal
Les deux efforts tranchant Tx TY
Les moments selon les trois axes

Les efforts et moments ne présument en rien des déformations du manche (ce qui nous intéresse). Pour preuve un manche mono-matiére tout acier aura les mêmes contraintes qu'un manche tout bois mono matière. Pourtant les déformations seront bien plus grandes dans le deuxième cas.
Seule la rigidité globale du manche nous importe, c'est à dire de combien il se déforme sous un effort donné.

Il est possible de calculer les efforts de manière analytique (c'est à dire par le calcul sans ordinateur) pour la torsion du manche.
Ça donne quel que soit le matériau et donc la position des renforts dans le manche (et même la forme du manche). Quel que soit la position sur le manche.
Tx=0
Ty=0
Nz=0
Mfx=0
Mfy=0
Mtz=F.L=100x35=3500 N.mm

:warning: Pour les allergiques aux maths ou aux calculs de rdm, ne pas lire la suite, vous en avez déjà trop vu

Pour les autres on va traiter la torsion ( vous avez un rappel ici) après avoir utilisé la théorie des poutre ci-dessus(rappel ici).
Les contraintes sont:
Sigma=0 (effort normal quelque soit la forme et les matériaux du manche).
Si le manche est mono-matière:
Tau=Mtz.r/IG (ça ne dépend toujours pas du matériaux)

Si le manche est multi-matières, il faut passer par les éléments finis pour avoir le résultat des contraintes mais chaque fois que la déformation diminuent, les contraintes diminuent. J'ai fourni les contraintes de von mises ici pour la flexion. L’intérêt de connaitre les contraintes est de savoir si le matériau va casser mais ici on en est loin, c'est les déformations qui nous inquiètent. Accessoirement, on se rend compte que les contraintes dans le bois diminuent.

dans le cas des renforts verticaux, a mon avis un peu meilleur au vrillage , et donc un peu moins bon a la rigidité dans l'axe rien coté dos non plus

Non relire ici : les renforts horizontaux sont meilleurs en torsion et en flexion.

[Damas]

Il y a un autre élément à prendre en compte dans tes calculs, les cordes ou plutôt le tirant, tous ne sont pas les mêmes, pas équilibrés pareil, et pour peu qu'on joue avec les accordages différents, tu as une pléthore de paramètres en plus.
Je dis ça juste au cas où tu n'avais rien de prévu pour les 10 ans à venir

[mexuku]

Suite de Choix de la nuance de carbone
J'ai fait un sommaire au début du sujet car on commence à se perdre (relisez en particulier la torsion que beaucoup n'ont pas vu).

Puisque tout le monde se fiche du choix correct du carbone, on va passer à la suite.

C'est pourtant le point le plus important: il faut absolument choisir un carbone haut module ou ultra haut module sinon ne pas mettre de carbone(ça s'appelle alors du carbone décoratif ou commercial). A coté, le fait de mettre des renforts verticaux ou horizontaux a peu d'impact.
Si vous trouvez des fournisseurs de profils rectangulaires ultra haut module, je suis preneur.
On passe à la suite:

Effet de la température sur les renforts
Ce que j'utilise comme paramètres en coefficients de dilatation:
12e-6 pour l'acier(valeur reconnue)
3e-6 pour le bois(c'est moins sur)
-0.5e-6 pour le carbone (en fait 0.1 car le négatif n'est pas accepté par le logiciel).
Config 1: Augmentation de 5 degrés sur un manche carbone vertical 3x8 210GPa: 0.0148mm

deformation-3x8carbone-5deg.jpg

Config 1: Même augmentation de 5 deg sur un manche acier 3x8 210 GPa: -0.0461mm

deformation-3x8acier-5deg.jpg

A noter: le manche se déforme dans l'autre sens car l'acier se dilate plus que le bois et le carbone moins.

La suite: Le renfort horizontal....
Config 3: Renfort carbone horizontal 30x1: +0.021mm
Config 4: Renfort acier horizontal 30x1: -0.066mm

Conclusions:
Le manche renfort acier se déforme 3 fois plus que le renfort carbone.
Plus le renfort est efficace et rigide, plus sa déformation en température sera grande. Donc de ce point de vue, les renforts doivent être symétriques à la fibre neutre ou mieux: pas de renfort, un manche tout bois , ou encore mieux: tout carbone!!!
Une autre alternative est d'avoir des coefficients de dilatation identiques entre le bois et le renfort. L'invar s'approche de cet idéal, le carbone un peu moins.

A noter,:
Il serait intéressant de connaitre l'impact du truss rod mais je sais pas faire (ou il faudrait que j'y passe beaucoup de temps!).
La solution renfort (config 4 améliorée) acier me plait bien, j'ai bien envie d'essayer la structure suivante sur mon ukulélé: touche/tôle d'inox au même format que la touche/manche, le tout collé à l'époxy. Quelqu'un à déjà fait du collage inox sur bois?

La suite (à venir): impact de la touche

[benoit suaudeau]

Coller fortement 2 matériaux aux propriétés de dilatation thermique différents c'est très casse gueule. Sauf à visser ça cassera tôt ou tard. Pourquoi se prendre le choux alors qu'un truss road double action corrigera toute flèche indésirable? en plus si tu prend un bois pas trop mou tu n'aura besoin d'aucun renfort sur un uku, tes réflexions ne prendrons sens que si tu fait une basse 6 corde en mousse polyuréthane.

[Jaha]

Coller fortement 2 matériaux aux propriétés de dilatation thermique différents c'est très casse gueule. Sauf à visser ça cassera tôt ou tard. Pourquoi se prendre le choux alors qu'un truss road double action corrigera toute flèche indésirable? en plus si tu prend un bois pas trop mou tu n'aura besoin d'aucun renfort sur un uku, tes réflexions ne prendrons sens que si tu fait une basse 6 corde en mousse polyuréthane.

Je me disais exactement la même chose

[yngwie]

j'ai recupere un manche vigier avec renfort carbone : foutu. le cllient a laisser la guitare dans sa voiture en hiver et le collage n'a pas resisté!

[Pedro]

C'est quand même un topic dégorabo ici ...

Ah bordel, quel soulagement ! Je ne suis donc pas le seul à le penser !

[sombracier]

En proportion vous etes beaucoup à vous reposer plutot sur le truss rod pour compenser les efforts et régler le manche, que sur des renforts autres ?

[Dagda]

Perso je fait du manche en multipli avec 1 ou 2 truss ... rien que le multipli déjà, si tu as pris des bois dur dans le tas, le truss ne va pas servir des masses !

Le double truss a eu une belle utilité sur ma basse 6 cordes pour compenser différemment le grave de l'aigu, mais ce n'était pas non plus la folie !

C'est quand même un topic dégorabo ici ...

Ah bordel, quel soulagement ! Je ne suis donc pas le seul à le penser !

D.

[caribou]

En proportion vous etes beaucoup à vous reposer plutot sur le truss rod pour compenser les efforts et régler le manche, que sur des renforts autres ?

Le rôle principal du truss est d'ajuster la courbure, beaucoup moins de rigidifier (même s'il le fait aussi un peu).

[mexuku]

Le rôle principal du truss est d'ajuster la courbure, beaucoup moins de rigidifier (même s'il le fait aussi un peu).

Non, le truss raidi beaucoup le manche par précontrainte. Je ne sais pas dire si l'effet d'un truss est supérieur à celui d'un renfort.

Coller fortement 2 matériaux aux propriétés de dilatation thermique différents c'est très casse gueule.

C'est pas infaisable, c'est ce qui se fait sur les ski beaucoup plus contraints (lire l'histoire de rossignol ici très intéressante). C'est la déformation du manche et de la tôle qui compense la dilatation(principe du bilame). Ça fonctionne moins bien si les pièces sont épaisses et très grande. Dans mon cas je n'ai de 250 mm.
J'ai une epoxy spécial métaux en stock, pas sur que ca convienne pour le bois. Elle est un peu raide à mon gout(E=4GPa).
La modélisation donne 0.27MPa dans la colle à 100°C donc ça devrait passer. Je vais faire des essais sur un bout de bois et faire des cycles étuve congélateur pour voir...

[Dagda]

Euh, non, un truss permet de compenser l'action des cordes ... si tu as besoin de lui pour que ton manche soit droit et plat sans cordes, change de vocation ou de bois !

D.

[yngwie]

dans mon cas j'utilise plutot les renforts carbone pour niveller la reponse vibratoire. en bref : pour eviter les dead notes. et cela fonctionne assez bien.

[caribou]

Le rôle principal du truss est d'ajuster la courbure, beaucoup moins de rigidifier (même s'il le fait aussi un peu).

Non, le truss raidi beaucoup le manche par précontrainte. Je ne sais pas dire si l'effet d'un truss est supérieur à celui d'un renfort.

Non à quoi ? Si le truss ne servait qu'à rigidifier on ne s'emmerderait pas à en mettre et on lui préférerai un renfort dans un matériau adéquat, c'est d'ailleurs ce qui s'est fait un moment quand les guitares acoustiques sont passé aux cordes acier (pour donner ce qu'on appelle en France la guitare "folk"), les constructeurs se contentaient de mettre une barre en T, jusqu'au jour où ils se sont aperçu que ça créait plus de problèmes que ça n'en résolvait, notamment parce qu'on ne peut pas régler la courbure.

[myn donos]

dans mon cas j'utilise plutot les renforts carbone pour niveller la reponse vibratoire. en bref : pour eviter les dead notes. et cela fonctionne assez bien.

Désolé pour le hors sujet, mais tu pourrais m'expliquer, je suis curieux

@Caribou : Question d'un gars un peu bête: Du coup normalement ça devrait s'appeler comment les folk? Parce que quand j'entends classique je ne pense qu'aux cordes nylons.

Voilà, encore désolé pour le hors sujet, j'ai beaucoup à apprendre!

A bientôt!

[caribou]

Classique oui, c'est corde nylon.
Mais tu voulais sans doute dire acoustique ? une "acoustique" c'est une guitare... acoustique, par opposition à électrique. Une acoustique c'est tout aussi bien une classique qu'une folk, une manouche, etc... qui n'a pas besoin d'amplification pour se faire entendre.

[mexuku]

Non à quoi ? Si le truss ne servait qu'à rigidifier on ne s'emmerderait pas à en mettre

Je voulais dire: le truss rod sert à la fois à rigidifier le manche et à le régler. Si l'on enlève l'un des deux effets, la guitare devient injouable. Ça devient selon la situation un arc ou une harpe...

[caribou]

Si l'on enlève l'un des deux effets, la guitare devient injouable. Ça devient selon la situation un arc ou une harpe...

Si on enlève un des deux effets, tu veux dire comme un manche à renfort carbone et sans truss ?
Je ne comprends pas bien ce que tu cherches à trouver ou démontrer, en fait.