TP étude d'une chaîne de distribution automobile

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1 introduction

    Le but de notre TP est l’étude d’une chaine de distribution automobile avec la méthode d’éléments finis afin d’en déterminer l’effort de traction maximal applicable à la chaine pour assurer l’absence de déformation (coefficient de sécurité de 1,3) en utilisant les caractéristiques des matériaux constitutifs, et de Proposer des solutions de conception permettant de diminuer les contraintes maximales dans la chaîne tout en limitant sa masse.

    Pour ce faire nous allons dans un premier temps choisir les géométries à étudier et faire le découpage en mailles. Ensuite nous allons déterminer l’effort maximal en y introduisant le coefficient de sécurité théoriquement. Puis nous ferons le modèle 2D sur « RDM6 » et nous compareront les résultats trouver à ceux calculer. Enfin nous feront l’étude du modèle 3D sur « ANSIS » que nous comparerons à nos précédents résultats.        

2 calcul théorique et hypothèses     

    Notre modèle est décomposé en 4 parties qui sont les suivantes.

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En utilisant Solid-Works, on va construire les quatre pièces

1) Plaque intérieur

 2) Plaque extérieur

 3) Axe

4) Douille

    Ensuite, en utilisant le logiciel ANSYS/Workbench, on va faire l'étude de l'effort sur chaque pièce jusqu'à arriver aux valeurs de la limite élastique qui apparait dans le  tableau de la figure (1) ci-dessous.

        Figure (1) : Tableau récapitulatif

 Modèle 3D   

    Dans cette partie nous ferons l’étude de toutes les parties de notre chaine.

Etude de la plaque 1

Hypothèse géométrique et déplacements

    Hypothèses géométrique : On remarque une symétrie selon l’axe[X] dans cette pièce donc on va prendre la moitié comme la figure ci-dessous le montre :

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    La symétrie nous permet d’avoir un déplacement nul selon l’axe de symétrie [X] comme il est montré ci-dessous :

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    On appliquera une force autour de la moitié de la surface du trou suivant l’axe des [X] et la faire varié  jusqu’à ce qu’on trouver : Fmax=519 [N].

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     Ici on peut voir que lorsqu’on applique un effort maximal de 519 [N] on obtient une contrainte max de 422,62 [MPa] ce qui correspond à notre contrainte limite qui est mentionner sur le tableau de la figure (1).

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Etude de la plaque 2

Hypothèse géométrique et déplacements

    Hypothèses géométrique : On remarque une symétrie selon l’axe [y] dans cette pièce donc on va prendre la moitié comme la figure ci-dessous le montre :

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Pour la plaque 2 nous avions presque les mêmes hypothèses que la plaque 1 juste les axes qui se diffèrent.

    La symétrie nous permet d’avoir un déplacement nul selon l’axe de symétrie [Y] comme il est montré ci-dessous :

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    On appliquera une force autour de la moitié de la surface du trou suivant l’axe des [Y] et la faire varié  jusqu’à ce qu’on trouver : Fmax=597 [N].

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    Dans ce cas de la plaque intérieur en peut voir que lorsqu’on applique un effort maximal de 597 [N] on obtient une contrainte max de 422,12 [MPa] ce qui correspond à notre contrainte limite qui est mentionner sur le tableau de la figure (1).

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Etude de l’axe

Hypothèse géométrique et déplacements

Hypothèses géométrique : On remarque une symétrie selon l’axe [z] dans cette pièce mais on n’a pas eu le temps pour refaire avec ces simplifications, alors on se limitera l’étude sur la figure ci-dessous :

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     Cet axe est une barre encastré dans la douille pour une longueur de 12,8 [mm] et dans la plaque extérieure des deux coté pour une longueur totale de 2,4 [mm].

    Dans un premier temps en bloque les déplacements suivant l’axe [X] d’une coté et on applique une force dans l’autre sur les deux faces de contact avec la plaque extérieur :

Bloquer les déplacements :

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    On va appliquer une force autour de la moitié de la surface suivant l’axe [X] du l’axe et la faire varié au même temps avec l’autre force opposé jusqu’à ce qu’on trouve : Fmax=1538 [N].

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    Dans un autre temps en bloque les déplacements suivant l’axe [X] d’une coté et on applique une force dans l’autre sur les deux faces de contact avec la douille :

Bloquer les déplacements :

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    On appliquera une force autour de la moitié de la surface suivant l’axe [X] du l’axe et la faire varié au même temps avec l’autre force opposé jusqu’à ce qu’on trouve : Fmax=1538 [N].

[pic 15] 

    Dans ce cas d’étude de l’axe en peut voir que lorsqu’on applique un effort maximal qui est égal à 1538 [N] on obtient une contrainte max de 469,04 [MPa] ce qui correspond à notre contrainte limite qui est mentionner sur le tableau de la figure (1).

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Etude de la douille

Hypothèse géométrique et déplacements

    Hypothèses géométrique : On remarque une symétrie selon l’axe [Y] dans cette pièce mais on n’a pas eu le temps pour refaire avec ces simplifications, alors on se limitera l’étude sur la figure ci-dessous :

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