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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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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. $es arres de 135 mm sont sollicitées en compression.
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σ (barres1435mm)= N
S=
(8.41+30.34+17.5−8.41−30.34−17.5/2 )∗7.842.24E-4
=0.5 Mpa
!n ce &ui concerne les arres de 1100mm4 les calculs sont #aitseclusiement sur la arre n/ et &ui sont celles &ui sont les plus
sollicitées dans notre mod(le de répartition.
M (barres1100mm)= F ∗ L
8=
60.68∗7.84∗1.18
=83.4 N . m
σ (barres1100mm )= M
2∗ y
I =
83.4∗0.024,45e-08
=37,5 MPa
Flèces (barres1100mm)= 5∗ F 2∗l3
E∗ I ∗384=
5∗60.68∗7.84∗1.13
210E9∗4,45E-08∗384=0.88mm
b!Cas du (reinage
ompte tenu des in#ormations trouées sur internet )*ttp-CC.adilca.comClois
p*'si&ues#reina%e.pd# + nous aons c*oisi de calculer la décélération dans le cas
oP -
itesse initialJ 30 mCsJ138 km-+
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M1 J 1648/ 7%
M/ J 60468 7% M3 J 35 7%
http://www.adilca.com/lois-physiques-freinage.pdfhttp://www.adilca.com/lois-physiques-freinage.pdfhttp://www.adilca.com/lois-physiques-freinage.pdfhttp://www.adilca.com/lois-physiques-freinage.pdf
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Distance de #reina%eJ 4m
emps de #reina%e J 6s
JTDécélération J 13 m-s>2a(
!n remplaQant % par a# dans les #ormules otenues dans le cas stati&ue4 on
troue -
MmaJ 1
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Flècetotale (barres1100mm)=√ !lècesstati"ue²+ !lècevirage ²=√ 3.42²+0.88²=3.53mm
"n (reinage d?urgence '
σ totale (barres1435
mm)=σ stati"ue+σ !reinage=73.3
+111
=184.3
MPa
Flècetotale (barres1435mm )=√ !lècestati"ue²+!lèce!reinage ²=√ 9.25²+3.05²=9.75mm
σ total (barres1100mm )=σ stati"ue+σ !reinage=56.9+2.7=59.6 MPa
Flècetotale (barres1100 mm)= !lècestati"ue=3.42mm
Bilan '
Te de barres C$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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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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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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