J'ai presque tout essayé mais mon safran vibre encore

Bonjour

J'ai un safran qui vibre et je n'ai jamais réussi à éliminer ces vibrations. Les vibrations sont présentes au près par mer plate à partir de 4 nd de vitesse. Elles sont constantes avec une intensité de moyenne à forte en navigant bâbord amure. Elles sont intermittentes et faibles en navigant tribord amure. Au près par mer agité, il y a très peu de ressenti.
Au portant : vibrations intermittentes modérées.

Voici les caractéristiques du safran : safran sur tableau arrière glissant dans une cage à safran. Hauteur totale : 210 cm, hauteur partie immergée 140 cm, corde 29 cm, épaisseur 3cm, épaisseur max au tiers avant du profil ( à 30% de la corde ). Planche en sipo mono bloc stratifiée époxy par roving 350g. Pas de jeu au niveau des aiguillots et de la planche qui est serrée par des boulons.

Solutions adoptées pour réduire les vibrations : j'ai retravaillé le bord d'attaque pour qu'il soit plus rond mais c'est sans effet. J'ai fait une troncature sur le bord de fuite coté tribord, c'est un peu mieux, cela doit expliquer la réaction différente entre une navigation bâbord ou tribord.

Solutions à envisager : soit faire une deuxième troncature asymétrique coté bâbord ? Soit poncer le roving et mettre 2 UD de chaque cotés pour rigidifier le profil? Soit mettre une plaque antivortex au pied du safran pour diminuer le tourbillon d'extrémité.

Merci pour vos éclairages.

L'équipage
16 oct. 2016
16 oct. 201616 oct. 2016
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Bonsoir,
je n'ai pas de connaissances particulières en matière de safrans, mais le profil de celui-ci me semble vraiment très basique...

16 oct. 2016
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Profil NACA 0009, plan de forme plutôt classique sur dériveur type micro

16 oct. 2016
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AMHA c'est le bord de fuite qu'il faut modifier . ;-)

16 oct. 2016
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Bonjour,
De mémoire, utilisé dans les années 70 sur des safrans de dériveurs, le bord de fuite était usiné avec un angle de 30° sur un bord et 45° sur l'autre bord.
Yann

16 oct. 2016
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manque de poids ou de rigidité ?

16 oct. 2016
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profil dysimetrique

16 oct. 2016
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J'ai fait une troncature à 90° sur le bord de fuite et mon safran n'a plus vibré.
Mon voilier est une construction amateur classe micro.

17 oct. 2016
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il n' a pas une hélice qui traîne par là ?

17 oct. 2016
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Bonjour,
à ceux qui proposent des retouches avec des angles, serait-il possible de publier un croquis ? je n'arrive pas à suivre.
Le sujet m'intéresse.
Merci.

17 oct. 2016
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Naviguer en dessous de 4 kts ;-) ;-) :-D

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Un bord de fuite trop "aiguisé" favorise grandement le flutter. Peut être chercher de ce coté.

17 oct. 2016
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Je chercherais un jeu radial dans une des bagues. Si pas de jeu, je chercherais un jeu axial (si l'axe de rotation n'est pas vertical).

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Le jeu ne fait qu'emplifier le phénoméne mais ce n'est pas ça qui le déclenche.

17 oct. 2016
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bord fe fuite ça fait du bruit
profil dysimetrique, ou avec un gros plat ça fait trembler
vu ce que je comprend de ton problème, j'insiste ta pelle ne doit pas être symétrique
vérifie ton profil a l'aide d'un peigne ou en faisant des gabarits.
mais par expérience soit tu as un gros plat dessus, soit une grosse dysimétrie.

17 oct. 2016
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Et pourquoi pas un léger vrillage ?
JJ

18 oct. 2016
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vrillage c'est une dissymétrie dans le plan.

17 oct. 2016
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Le profil me semble symétrique. J'ai réalisé ce safran avec des gabarits sur lesquels je me suis appuyé pour passer la défonceuse.

Le safran vibre : je le sens bien quand je tiens la barre et en plus il vrombrit. Bruit nettement audible et désagréable à la longue.

17 oct. 2016
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essayé avec des rondelles de caoutchouc ou plastique un peu partout (barre,axe..

17 oct. 201617 oct. 2016
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Bonjour

Comme expliqué dans un autre sujet je pense que ce sont des tourbillons de Karman qui gênèrent ces perturbations.
Il faut minimiser le plat en sortie avce des angles de sortie faibles (grande pente) et dissymétriques. S'il vibre encore il faudra renforcer un peu le safran ou mieu le tenir dans le puits pour changer son inertie.
JF

17 oct. 2016
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Qu'entends-tu par " minimiser le plat en sortie " ?

17 oct. 2016
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Et si le safran était trop souple.

17 oct. 201617 oct. 2016
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dès 4 knts ?
plus sur un bord que sur autre ?
cependant a relire le sujet le détail 3 cm d'épaisseur m'avait échappé - 3 cm c'est pas épais, ça doit en effet pas être bien raide.
et plus l'épaisseur est fine plus il difficile de faire un profil correct de manière artisanal. (1 mm d'erreur sur 15 mm a plus d'effet que sur 30 mm)
Peut être un cumul profil pas terrible turbulent en partie, malmenant une pelle souple.

17 oct. 201616 juin 2020
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Sur l'épaisseur du profil : 3/24cm = 12.5% c'est dans la fourchette

Sur la symétrie du profil : vu la config (fort allongement, raideur, etc...)

il est clair qu'il faut un profil soigné et bien symétrique

Sur le bord fuite : oui, un bord fuite "tronqué" vaut mieux qu'un bord de fuite "affuté" qui va manquer de raideur. Sur la largeur du "plat", pour une corde de 240mm, je dirais 2 à 3mm (1%), ni plus, ni moins. Si le plat est à 90° de la corde, le tourbillon va passer alternativement d'un coté puis de l'autre : c'est l'une des causes probable. Perso, sur mon bateau, le "plat" est à 60° de la corde. Il n'y a qu'un seul plat. le safran ne vibre pas.

Sur les vibrations : pour qu'il y ai une vibration il faut :
1) une excitation (force périodique => tourbillon au bord de fuite par ex.
2) un mode propre : tous les corps on un mode propre (une fréquence de résonance) qui dépend de la masse et de la raideur
si on allège la fréquence augmente, si on fait plus raide la fréquence augmente également

3) si il y a "vibration", cela veut dire que la fréquence d'excitation correspond a la fréquence du mode propre

Pour supprimer les vibrations il faut donc :
1) Limiter autant que possible les excitations (bords de fuite, dissymétrie, tourbillons d’extrémité...)
2) déplacer le mode propre par rapport à l'excitation

en général on cherche plutôt à augmenter la raideur (UD carbone...)

Mais, vu de ma 403 et après en avoir discuté avec mon équipière

Il y a quelque chose qui me chiffonne...

Une pelle de 2.40 sur un micro, dont un peu prés les 2/3 sous l'eau...

Le tout avec une extrémité taillée "a la hache"...

Personnellement (mais je peut me tromper car tout cela est fort complexe....) voici les modifs que je ferais, 1 à une 1, dans l'ordre :
1) vérifier l'absence de jeu et la symétrie
2) retailler le bas pour avoir une extrémité elliptique (en restant à 12.5%)
3) travailler le bord de fuite à 1% à 60°
4) limiter l’allongement : passer de 1.60m environ à 1.40m, ça devrait aider (après, il faut peut être ajouter un peu de corde pour garder le bateau équilibré, et ajouter un peu de compensation si on allonge
la corde...)
5) Mettre un UD carbone
6) ajouter des fences

18 oct. 201618 oct. 2016
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@jack maturin
"Sur l'épaisseur du profil : 3/24cm = 12.5% c'est dans la fourchette"

ça c'est la théorie en ne raisonnant que sur la forme géométrique.

mais si l'on aborde l'approche structurelle :
une ép si faible ne permet pas d'avoir un profil ayant une inertie suffisante pour pouvoir être réalisé avec des matériaux "simples"
dans le cas présent planche sipo ép 3cm avec un simple roving 350 g, pas besoin de sortir la calculette pour entrevoir que sur 2,10 de long et 1,4 de portée le flex de la pelle sera excessif.

17 oct. 2016
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Le bord de fuite doit être arrondi et pas plat.
Les Karmans ont une fréquence et de l'énergie. Si la fréquence propre du safran est proche de la fréquence du Karman et que l'énergie du Karman est suffisante alors il y a vibration.
Donc il faut changer cet équilibre, affûté un peu le bord de fuite de manière dissymétrique pour réduire l'énergie des Karmans et changer la raideur du safran pour changer sa fréquence propre et supprimer les vibrations.

JF

18 oct. 2016
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il y a une methode toute simple pour supprimer la transmission des vibrations c'est de mettre une matiere qui l'absorbe (comme le silentbloc du moteur) tel que le caoutchouc ...

et cela sans toucher à la forme du safran qui sera toujours aléatoire voir contradictoire

18 oct. 201618 oct. 2016
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et comment fait-tu pour faire cesser les vibrations ??? sans en connaître la cause exacte ,scientifique ,mesurer ?

déjà il y a deux paremetres : le safran et son support si le safran vibre c'est la cause du safran ou de son support ? mystere .

ne connaissant pas le mal ,tout remede peut aller à l'encontre du but rechercher ...

perso le plus simple et peut etre le plus efficace c'est le caoutchouc et si cela ne marche pas il est toujours possible de faire marche arriere .

enfin chacun fait comme il l'entends bien sûr .

et l'exemple du hublot est bonne car tu connais la cause du mal donc tu peut intervenir à coup sûr ...mais pa sur ce safran

18 oct. 201618 oct. 2016
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on est d'accord : il y a milles causes ,mais laquelle ?? et on peut aussi ajouter , la position du safran par rapport à la carene , à l'helice , la taille du safran par rapport au bateau , la position de son centre de poussée par rapport au centre de derive etc etc ... sa hauteur par rapport à sa largeur ...le matériaux utilisé ...etc

18 oct. 2016
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oui j'entends bien , mais tout cela n'est qu'hypothese !!

oui et bien fait un safran en tole et l'on verra s'il va vibré

il n'y a rien plus chiant que de detecter la cause des vibrations ..c'est infernale

18 oct. 2016
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d'accord S'IL est merdique
mais est-il merdique ???

on est dans les SI ,toi comme moi d'accord

autre SI , qui vibre ,le safran ou la barre qu'il prends dans sa main ??

tout le monde parle du safran OK ,donc pour ma part je me reporte sur l'environnement qui lui peut etre AUSSI la cause des vibrations

mais je n'en sais rien non plus

donc je pencherai tout simplement sur une isolation caoutchouc ou autre .

la barre de mon bateau vibre à 6nd à 5.9 non à 6.2ou 0.3 non plus ,je fais quoi ???

18 oct. 2016
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avant tu avais un profil pourri mais symétrique - mauvaise portance, mauvaise trainée mais ça fonctionne
après il est devenu dysimétrique --> a coup dans la barre.

18 oct. 201618 oct. 2016
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@Calypso, OK ça marche, cependant est ce la solution ?
Un safran ne doit pas vibrer en condition normal d'utilisation.
Le problème n'est pas d'absorber la vibration mais de la faire cesser. C'est comme si tu avais une fuite sur un hublot et que tu proposais de mettre une casserole dessous.
Ok le bateau restera sec, cependant réparer le hublot est une meilleure solution.

18 oct. 2016
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Tableau de dépistage rapide de la problématique Safran
- bruit / vibration bruyante (résonance) --> Bords de fuite
- Vibration tremblement dans la barre, décrochage --> Profil
- Clac clac / clong / clong ---> jeux dans le système
- Bare dure, ou a l'inverse partant a contre ---> compensation
- Décrochage, sifflement a très haute vitesse ---> ventilation, profil arrivant en limite d'usage (optimisé pour 12 knts par exemple mais limite à 20 knts).
.
souplesse de lame je ne suis pas affirmatif sur les effets n'étant pas confronté à ça "dans ma vie" mais j'imagine manque de précision de barre, décrochage, phénomène ondulatoire.
.
Pour un hublot l'état normal est de ne pas fuir, pour un safran l'état normal est de ne pas trembler.
Masquer un élément défectueux me semble aberrant comme approche,
De plus si mon hypothèse est bonne, cela serait inefficace car si comme je l'imagine la pelle va cherchez appuis d'un bord à l'autre au grès des décrochage et ondulation, l'ajout d'élément souple n'absorbera rien.

Notre amis surprise s'est lancé dans la fabrication d'une lame de safran, pour le moment ça ne fonctionne pas convenablement, elle est défectueuse.
il a des pistes de travail seul lui a la pelle sous les yeux et pourra par synthèse du fil voir comment la retravailler.

18 oct. 201618 oct. 2016
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Les exemples que tu donnes (hormis matériaux) sont sans rapport avec le fil.

  • géométrie du safran (en plan) ---> trainé excessive ou manque de contrôle.

  • positionnement du safran sur le bateau (carène , hélice) ---> c'est un surprise modèle plutôt éprouvé et renommé avec plus de 1000 produits si le safran était mal placé ça se saurait ;-) - notre ami n'a pas déplacé le safran ? ou ce serait un fait nouveau ...

  • matériaux en soit le matériaux n'influe pas directement, le comportement d'un profil est indépendant de sa matière - en revanche l'état de surface compte - mais j'imagine que si la pelle ressemblait a un mur crépis Surprise nous l'aurait dit !
    Ou le matériaux influx
    c'est sur la tenue (flexion) de la pelle en charge.
    Sur 30 mm d'ép l'inertie du profil sera très faible et devra être compensée par des matériaux a E élevé pour obtenir une lame suffisamment raide sur une telle longueur (2 m et quelques).

18 oct. 201618 oct. 2016
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Qu'il soit en tôle ou en carbone ne change rien, si le profil est merdique et que des décrochements se produisent localement tu as des remontés dans la barre (variation de pression et d'appuis sur la pelle - même sensation que quand tu est dans le sillage d'un bateau a moteur, ou traversé d'une veine de courant et que l'écoulement de l'eau est turbulent).
Si en plus la pelle est souple ça amplifie le problème.
Nous ne parlons pas de la même chose,
TU restes focalisé sur un phénomène vibratoire (bord de fuite fin comme dit par moultes intervenants dans ce fil)
j'envisage une autre hypothèse relit et tu vas comprendre.
Je dirais même que j'exclu la vibration "bord de fuite" car 4 knts me semble trop lent pour avoir ce genre de phénomène qui apparaisse.

18 oct. 201618 oct. 2016
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j'accélère !
si il n'était pas merdique il n'y aurait pas de problème.

18 oct. 2016
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Bonjour,
Là je peux apporter une réponse ou du moins une réflexion.
Le safran de mon bateau n'est pas d'origine car comme pour beaucoup de DL un échouage a entrainé sa casse.
Donc, le propriétaire précédent a fait refaire une pelle dans une tôle d'aluminium de 1 cm d'épaisseur renforcée de part et d'autre par un 1/2 tube dans sa longueur. Il ne présente aucune expression de fignolage.
A la barre: aucune vibration.
Il y a 2 ans, suite à un incident en mer, cette pelle a été endommagée sérieusement, pliée env 30° la pliure sous la ferrure du bas qui au passage n'avait pas résisté.
J'ai tant bien que mal réussi à redresser cette planche d'alu, elle n'est plus réellement dans un même plan.
Depuis, à la barre, il y a des vibrations, ce n'est pas grave mais parfois désagréable.
Alors? bien difficile de mettre le doigt sur la cause ou les causes de son problème.
JJ

18 oct. 2016
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Bien évidemment!
JJ

18 oct. 2016
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bjr,
c'est pas à cause de coriolis ,c'est quand tu navigues N/S ou E/W
et inversement qu'il y a plus de vibrations ????
c'est peu être parce que le bord de fuite est trop mince ,le faire un peu
plus d'équerre .ce ne serait pas généré par les turbulences de la quille ??
alain

18 oct. 2016
1

Ce peut-il que le profil du safran ne pas comme celui d'origine ou que les vibrations proviennent du fait que la dérive et le safran ne soient pas alignés .

18 oct. 201616 juin 2020
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Loisirs nautiques ?
Les gouvernails d'après jean pierre Villenave.

18 oct. 2016
0

La cause: tourbillon de Karman.
Dans monjob nous connaissons bien ce problème qui peut être très éprouvant pour les structures.
J'ai donné les remèdes que nous utilisons.
Jeff

19 oct. 2016
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Merci pour toutes ces interventions. Le bateau est à sec pour la période hivernale. Je vais avoir le temps d'étudier toutes les propositions. Je vous fais un retour dès les premiers bords au printemps.

16 juil. 2017
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Voici le retour de mes interventions hivernales.
.
Le plan semble symétrique, pas de modification de ce coté là.
.
J'ai commencé par faire une double troncature au niveau du bord de fuite avec des angles différents. Génial, j'avais l'impression d'être suivi par un hélicoptère tellement la vibration était forte et bruyante. Un vrai vibro taille XXL.
.
J'ai donc procédé à une méthode plus radicale :
-j'ai coupée la partie rétreinte soit 25 cm pour avoir un rapport allongement/épaisseur plus favorable.
- j'ai affiné la pelle à partir du 1/3 moyen. ( je n'avais peut-être pas suffisamment respecté le profil NACA)
- j'ai affiné le bord de fuite avec une pente de 5 à 6 millimètres et une épaisseur finale de 2 millimètres.
.
Résultat : plus aucune vibration. C'est toujours ça de pris.
Le fait d'avoir coupée cette planche et de l'avoir poncée, j'ai gagné en poids et en encombrement, ce qui facilite grandement les manutentions.
Reste un doute sur la conservation en bon état de ce bord de fuite très fin sur une planche en bois. A chaque navigation je dois manipuler mon safran pour le sortir de la cabine, le rentrer dans sa "chaussette" et inversement après chaque nav, le tout sur un mouillage agité. J'ai tendance à le cogner un peu partout...même sur la tête de mes équipiers.
Pour le protéger j'ai passé de l'époxy sur les parties poncées en attendant une belle peinture polyuréthane bi.

Merci pour vos conseils

16 juil. 2017
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Hello
Tu peux durcir l'epoxy en la chargeant en silice, mais faut pas avoir à poncer derrière, c'est dur de chez dur !

17 juil. 2017
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Bonjour
il n'est pas compensé ton safran ?
sa largeur me semble faible vu la hauteur immergée
son épaisseur aussi .
réflexions suivant plans d'architecte existants et ayant fait leurs preuves

JF

17 juil. 2017
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La corde et l'épaisseur sont fixées par la chaussette (partie inox ou se glisse la pelle). Cette chaussette est une pièce inox d'origine et difficilement modifiable.
En refaisant le safran je l'avais rallongé un peu ( 20 cm), c'est pourquoi je l'ai recoupé sans trop de remord.
.
Jame@
merci pour le conseil de la silice, je vais essayer avant la peinture.

17 juil. 2017
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Bonjour ,
je profite du sujet pour demander votre avis sur la cause d' une vibration dans la barre d'un catamaran ( djicat33, 2 safrans inox non compensés ) autour de 6 nds ; peut il s'agir d'un problème de parallélisme ?
merci!
Y

17 juil. 2017
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si c'est 2 tôles plates, c'est pas très étonnant ...

17 juil. 2017
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2 tôles ?? Non les safans sont creux, profilés normalement avec un bord d'attaque un bord de fuite ; "normaux" a priori ..

17 juil. 2017
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ces réellement une vibration ou une résonance ?

17 juil. 2017
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j'imagine que la différence entre les 2 c'est la fréquence ?
Dans ce cas je dirais plutôt vibration ( environ 6/seconde) pas à toutes les allures (plutôt au portant ) ..

Cape Point, South Africa

Phare du monde

  • 4.5 (178)

Cape Point, South Africa

2022