rapport mecamat

8/20/2019 Rapport Mecamat

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Rapport fnale Mécamat’16

Groupe 1A

Bisinela Jankiel

Cartailler Vivien

Darrigade

Quentin

Leclerc Hadrien

Mendez Julien

Rapport fnal

Mecamat’16


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Table des matièresIntroduction............................................................................................................ 3

Dimensionnement RdM..........................................................................................5

1. Cas statiue...............................................................................................5

a! "tude du #remier m$dèle.....................................................................5

b! "tude du sec$nd m$dèle.......................................................................6

%. Cas d&namiue ' Virage et (reinage.......................................................8

a! Cas du virage.......................................................................................... 8

b! Cas du (reinage.......................................................................................9

c! "tude du cas critiue...........................................................................10

d! )edimensi$nnement de la structure.................................................11

Sélection des matériau.......................................................................................13

1. !tude des di"érentes #amilles.....................................................................13

$es #amilles de matériau imposées sont les allia%es métalli&ues ainsi &ue les

matériau de structure de t'pe pol'm(res )composites ou tec*ni&ues+..........13

,i%ure 1 - Répartition sur#aci&ue du poids des atteries........................................5



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3

Fonction Critère Limite

Caractéristiqu

es

intrinsèques

$imiter la ?(c*eModule d’=oun%

!δ <

L

200

Rester dans le

domaine élasti&ue

)Résister ?eion

torsion+

$imite élasti&ue

Re Maimiser les

indices de

per#ormance

!tre lé%erMasse

olumi&ue

Résister ; la corrosionRésister ; l’eau

#raic*e et salée

$imité de ecellent

; acceptale

!tre rec'clale Rec'clailité

Caractéristiqu

es en

production

Minimiser l’in?uence

sur l’enironnement

onsommation

d’éner%ie ,arication

Rec'cla%e@roduction de

A/

2oir le cot

raisonnaleBC7% 50

Se #ari&uer en proflé

rectan%ulaire creu et

proflé en I

Caractéristiqu

es d’utilisation

empérature

d’utilisation )+ E/5 F 50G

@ression d’utilisation @ )@a+

@ression

atmosp*éri&ue

)14013 /5H105 @a+



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Dimensionnement RdM

1.Cas statiue

Dans cette partie nous nous sommes attac*és ; calculer l’e"et du poids

des atteries sur le rac7.


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C$ntrainte σ = M max∗ ymax

I 8: M,a

L 2 164

lèc+e δ = P∗ L18∗ E∗ I

∗(( L1+ L2 )2) 165% mm

M$ment

ma7imal M max=

P∗ L14 14 9.m

C$ntrainte σ = M max∗ ymax

I 13; M,a

$e premier mod(le4 ien &ue plutt simple4 nous a permis de nous #aire une

idée rapide des contraintes et ?(c*es sur les di"érentes arres.


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L$ngueur

barre 0mm!Calcul $rmule )*sultat

L 2 1133

lèc+e

ma7imaleδ =

5∗ F ∗ L3

384∗ E∗ I 65% mm

M$ment

ma7imal M max=

( F 2∗ L )4 8% 9.m

C$ntraint

eσ =

M max∗ ymax I 4; M,a

L 2 164

lèc+e

0mm!δ =

1

EI ∗[( P4− F 12 − F 22 )∗( L

3

96 )− F 2∗ L1∗16 :5%4 mm

M$ment

ma7imal M max=( P4−

F 1

2−

F 2

2 )∗ L2

+ F 2

2∗ L1 1


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O

%.Cas d&namiue ' Virage et (reinage

$’étude stati&ue ne su>t pas ; caractériser enti(rement les e"orts

suits par le rac7. Il #aut en e"et considérer des cas oP le é*icule est

en mouement car cela crée des #orces d’accélération sur le rac7. Deu

cas sont ; étudier - celui du ira%e et celui du #reina%e.

An %arde les m:mes mod(les de répartition de #orces &ue

précédemment. $’un des c*an%ements &ui interiendra dans les

é&uations consistera ; remplacer l’accélération de la pesanteur par -

$’accélération centri#u%e dans le cas du ira%e $a décélération due au #reina%e

$’autre c*an%ement se #era au nieau du moment &uadrati&ue.

An a - = 2 54e/38 m

a!Cas du virage

@our le ira%e nous nous somme placés dans le cas oP la oiture est ; la

limite du %lissement aec un coe>cient d’ad*érence - (23.8.

M voiture⃗a= R+ P

An proette l’é&uation suiant les di"érents aes -

{ M voiture∗a tangentielle= R tangentielle0= P− R Normale

{ M voiture∗a tangentielle= R tangentielle R Normale= P=1250∗9.81=12263 N

Ar RtJ#KRnJ0.8K1/ /63 J :8135 9

atangentielle=0.8∗12263

1250=7.84m /s ²

Il #aut ensuite calculer les contraintes pour les arres de 1100mm et celles

de 135mm. $es arres de 135 mm sont sollicitées en compression.


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8

σ (barres1435mm)= N

S=

(8.41+30.34+17.5−8.41−30.34−17.5/2 )∗7.842.24E-4

=0.5 Mpa

!n ce &ui concerne les arres de 1100mm4 les calculs sont #aitseclusiement sur la arre n/ et &ui sont celles &ui sont les plus

sollicitées dans notre mod(le de répartition.

M (barres1100mm)= F ∗ L

8=

60.68∗7.84∗1.18

=83.4 N . m

σ (barres1100mm )= M

2∗ y

I =

83.4∗0.024,45e-08

=37,5 MPa

Flèces (barres1100mm)= 5∗ F 2∗l3

E∗ I ∗384=

5∗60.68∗7.84∗1.13

210E9∗4,45E-08∗384=0.88mm

b!Cas du (reinage

ompte tenu des in#ormations trouées sur internet )*ttp-CC.adilca.comClois

p*'si&ues#reina%e.pd# + nous aons c*oisi de calculer la décélération dans le cas

oP -

itesse initialJ 30 mCsJ138 km-+


M1 J 1648/ 7%

M/ J 60468 7% M3 J 35 7%

http://www.adilca.com/lois-physiques-freinage.pdfhttp://www.adilca.com/lois-physiques-freinage.pdfhttp://www.adilca.com/lois-physiques-freinage.pdfhttp://www.adilca.com/lois-physiques-freinage.pdf


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Distance de #reina%eJ 4m

emps de #reina%e J 6s

JTDécélération J 13 m-s>2a(

!n remplaQant % par a# dans les #ormules otenues dans le cas stati&ue4 on

troue -

MmaJ 1


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Flècetotale (barres1100mm)=√ !lècesstati"ue²+ !lècevirage ²=√ 3.42²+0.88²=3.53mm

"n (reinage d?urgence '

σ totale (barres1435

mm)=σ stati"ue+σ !reinage=73.3

+111

=184.3

MPa

Flècetotale (barres1435mm )=√ !lècestati"ue²+!lèce!reinage ²=√ 9.25²+3.05²=9.75mm

σ total (barres1100mm )=σ stati"ue+σ !reinage=56.9+2.7=59.6 MPa

Flècetotale (barres1100 mm)= !lècestati"ue=3.42mm

Bilan '

Te de barres C$ntrainte ma7imale

0M,a!

lèc+e ma7imale

0mm!

1133 mm :5 6546

164 mm 1856 :5;4

$e ca*ier des c*ar%es initial nous impose un coe>cient de sécurité é%ale ;

3 &u’il #aut appli&uer au résultats cidessus. D’oP les résultats fnauaant redimensionnement4 on rappelle aussi la contrainte imposée

concernant la ?(c*e admissile -

Te de

barres

C$ntrainte ma7imale

0M,a!

lèc+e

ma7imale

0mm!

L-%33 0mm!

1133 mm %865% 1354: 454

164 mm 44%5: %:5%4 ;51;4

6. )edimensi$nnement de la structure

$a derni(re partie pour le dimensionnement RdM consiste ;

redimensionner les arres pour satis#aire le ca*ier des c*ar%es tout en

%ardant le matériau initial.


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c’est cette aleur &ue nous aons c*oisi pour le dimensionnement de nos

arres.

2ec ces aleurs4 et en prenant le coe>cient de sécurité en compte4 onotient -

Te de

barres

C$ntrainte ma7imale

0M,a!

lèc+e

ma7imale

0mm!

L-%33 0mm!

1133 mm 8%5 %54: 454

164 mm 1


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1/

Sélection des matériau

Dans la partie précédente nous aons aouti ; une structure en

acier 2ISI 135 respectant le ca*ier des c*ar%es.


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1

amille $us

(amille

Mat*riau C$mmentaires

omposi

tes @ol'm(res

'anate ester

fres decarone

@résente les meilleures

propriétés. ependant sa

mise en #orme est tropcontrai%nante.

9$n c$nserv*

omposi

tes@ol'm(res

!po' SM fres

de carone

@résente de onnes

propriétés mais pas de

tec*ni&ues de mise en #orme

pour la #orme désirée.

9$n c$nserv*

omposi

te @ol'm(res

@!!VCIM4 fres

de carone

@résente de onnes

propriétés et di"érentes

tec*ni&ues de mise en #orme C$nserv*

Métau Wérill'um

ous les

matériau de la

#amille

@eut causer des domma%es

sur la santé en raison de sa

toicité.

9$n c$nserv*

Métau 2luminium

ous les

matériau de la

#amille

Module d’=oun% relatiement

#aile4 ce &ui entrainerai une

section tr(s importante pour

respecter les conditions duca*ier des c*ar%es.

9$n c$nserv*

omposi

teMétalli&ues

2l60X4

lon%itudinal

@résente de tr(s onnes

propriétés et di"érentes

tec*ni&ues de mise en

#orme.

C$nserv*

An utilise ensuite les #acteurs de #orme pour trouer nos di"érentessections. Il #aut d’aord déterminer les #acteurs de #orme permettant

d’otenir les per#ormances sou*aitées.



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@our le composite ; matrice aluminium -#b

e=3,86=4∗% ∗ I

&2

@our respecter les contraintes en ?(c*es )$C/00+ il #aut &ue le produit !KI

de notre noueau matériau soit é%al au couple !KI de l’acier apr(s

redimensionnement )@artie 13.+.

D’oP une aleur de I minimale ; respecter -

E

(¿¿ &ISI 4135∗ I &ISI 4135)

E &l60'( I min=¿

m∈¿=7,28e-08m4

I ¿

An otient une aleur pour 2 - &=√

4∗% ∗ I

#be et 2 J /eE*Y/eG.

Il eiste donc un triplet )*44e+ permettant de érifer l’é&uation aec

#be=3,86 et IminJO4/8e08 m. 2ec !cel nous remar&uons &ue le triplet

c*erc*é nécessite un * T /5 mm ce &ui a ; l’encontre du ca*ier des

c*ar%es. $a condition sur I est primordiale pour respecter la ?(c*e4 d’oP en

acceptant d’aoir un moins on #acteur de #orme nous otenons -

J 04065 mm F * J 040/5 mm et e J 04003/ mm )cela ne a pas ;

l’encontre du procédé de mise en #orme c*oisie pour notre matériau

)tolérance de 041 ; 043 mm+ ,artie E!



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