Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
Auteur(s)
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Bogdan BURCHILA : Ingénieur d’aviation, diplômé de l’École Polytechnique - Ingénieur calculs systèmes
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Jana KRYZE : Ingénieur École centrale de Paris (ECP) - Ingénieur Matériaux / Calculs
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Valérie WOIMBÉE : Ingénieur de l’École universitaire d’ingénieurs de Lille (EUDIL) et docteur en sciences des matériaux - Responsable laboratoire matériaux - Centre d’Études Produits Nouveaux de VALEO Embrayages et Transmissions
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Lire l’articleINTRODUCTION
Avec le développement des moyens de calcul et l’arrivée sur le marché des ordinateurs de plus en plus puissants, la conception et la validation de nouveaux produits ou les développements de produits plus anciens ont complètement changé dans les dernières années.
L’accent porte de plus en plus sur la modélisation numérique des phénomènes physiques qui gouvernent le comportement en fonctionnement des systèmes ou des composantes de ces systèmes.
Les raisons de cette approche se trouvent principalement dans le souhait des industriels de faire bien du premier coup. Cela implique la maîtrise complète du processus de fabrication et la connaissance du comportement des différentes pièces dans la chaîne cinématique ou dynamique du système final.
Par conséquent, avant la réalisation d’un nouveau produit, on simule toutes les étapes du processus de fabrication à partir des étapes initiales telles que le découpage ou la mise en forme jusqu’aux étapes finales de réalisation telles que les traitements thermiques ou les traitements de surface. Ensuite la pièce résultante, qui en général fait partie d’un système plus complexe, est incluse dans la chaîne cinématique de ce système et testée dans des conditions de sollicitation réelles.
En fonction du résultat du calcul système, on peut décider de changer la définition de la pièce et réitérer le calcul du processus de réalisation. Au final, le résultat du calcul doit donner aux ingénieurs étude la certitude de répondre à tous les critères imposés par le cahier des charges.
L’avantage de cette approche est que, grâce aux calculs, même si parfois ils peuvent paraître fastidieux, on peut avoir une caractérisation très exacte du fonctionnement du produit développé, avant même que le produit existe. Ceci va raccourcir les temps de conception et développement du produit final, ce qui a une influence directe sur les prix de développement.
Le système d’embrayage est particulièrement concerné par cette approche. L’objet de cet article est de calculer la réponse statique de l’ensemble composé par le diaphragme, le couvercle et la friction. Le diaphragme est en fait la composante la plus importante, par conséquent le premier calcul à effectuer est celui qui va le définir.
Dans l’article suivant Embrayages à sec- Modélisation de la réponse dynamique, nous traiterons la réponse du mécanisme d’embrayage.
L’étude complète du sujet comprend les articles :
— BM 5 855 - Embrayages à sec. Modélisation de la réponse statique (le présent article) ;
— Embrayages à sec- Modélisation de la réponse dynamique - Embrayages à sec. Modélisation de la réponse dynamique.
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Prise en compte de la plasticité du matériau
En anglais
3. Prise en compte des propriétés élastoplastiques de l’acier du diaphragme
3.1 Approximation du métal isotrope
Les aciers utilisés pour les diaphragmes sont des aciers à ressorts de type 50CV4 ou XC70.
Nous considérons en première approximation la tôle comme isotrope, ce qui revient en particulier à négliger, dans le plan de la tôle, les différences de caractéristiques mécaniques entre direction de laminage et direction transverse.
Cela est bien sûr une approximation : par exemple des écarts de plusieurs pour-cent sur la limite d’élasticité sont généralement constatés entre ces deux directions.
Dans la pratique, l’anisotropie de la tôle contribue (outre les non-symétries des outillages de production) :
-
à « ovalisation » des flancs lors de leur emboutissage à chaud (variations orthotropes du diamètre extérieur du diaphragme, de l’ordre du pour-cent par rapport à une géométrie de révolution) ;
-
aux fluctuations des valeurs de contraintes résiduelles de mise en forme, en fonction de la position angulaire de la zone de mesure (pouvant atteindre 10 % sur les valeurs mesurées de contraintes résiduelles circonférentielles).
Nous supposons que la symétrie (globalement) de révolution des diaphragmes tend à moyenner les effets de l’anisotropie sur la courbe charge-déplacement finale de ces diaphragmes. La courbe calculée avec l’approximation du matériau isotrope sera alors assez proche de la courbe réelle.
Comme le diaphragme est essentiellement soumis à des contraintes de traction et de compression simple suivant des directions parallèles au plan moyen de la tôle, nous pouvons également négliger les anisotropies entre propriétés dans le plan de la tôle, et propriétés suivant la direction perpendiculaire à ce plan.
HAUT DE PAGE3.2 Principaux paramètres influant sur les caractéristiques élastoplastiques de la tôle
Les données de base nécessaires à un calcul élastoplastique sont le module d’Young E, le coefficient de Poisson ν, la limite d’élasticité Re ou Rp 0,2 (ou σy ou σ0,2 , suivant les notations usuelles en mécanique des milieux continus) et une description du comportement...
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Prise en compte des propriétés élastoplastiques de l’acier du diaphragme
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LALLEMENT (J.) - Comportement dynamique des lignes hydrauliques de transmission de puissance. -
-
(2) - TOURNIER (J.) - * - Article. Ingénieur Aérospatiale.
-
(3) - BURCHILA (B.) - Étude de l’influence des vibrations dans une commande hydraulique. - Rapport de stage d’option scientifique.
-
(4) - MORAND (H. J.-P.), OHAYON (R.) - Interactions fluides, structures. -
-
(5) - LANDAU (L.), LIFCHITZ (E.) - Mécanique des Fluides. -
-
(6) - SALENÇON (J.) - Introduction à l’élastoplasticité et au calcul à la rupture. - Cours de l’École polytechnique.
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