VI-2-4. Dimensionnement de la
cabine
OBJECTIF
L'étude de la cabine permet de répondre à
des questions comme :
· La cabine va-t-elle casser ?
· Va-t-elle beaucoup se déformer ?
· Puis-je utiliser moins de matière sans pour autant
diminuer les performances désirées ?
On peut donc à travers cette étude
réduire les coûts et le temps de conception en testant la cabine
sur ordinateur plutôt que lors de tests réels qui sont toujours
longs et chers.
MODELISATION
Nous utilisons dans cette section le logiciel de CAO
SolidWorks. Et les calculs sont effectués à l'aide du module
CosmosWorks entièrement intégré dans SolidWorks. Nous
avons identifié un seul cas de charge constitué par le poids
propre de la structure plus l'effort exercé par l'opérateur
à travers la meule au cours du ponçage. La figure 20 nous montre
la modélisation des ces efforts.
Au cours de la modélisation, nous avons
immobilisé les quatre supports en les assimilant à des liaisons
d'encastrement comme indiqué à la figure 21. Ceci impose lors du
calcul, des déplacements nuls à toutes les surfaces ainsi
désignées.
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Le matériau utilisé pour le calcul est l'acier
allié dont les caractéristiques principales sont
consignées dans le tableau 10
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Tableau 10 :
caractéristiques du matériau
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Nom de propriété
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Symbole
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Valeur
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Module d'élasticité
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E
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2,0681e+011 N/m2
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Coefficient de Poisson
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0,28
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Limite d'élasticité
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6,2042e+008 N/m2
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Masse volumique
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7800.1 kg/m3
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HYPOTHESES
Hypothèse de Linéarité
La relation entre le chargement et la réponse induite
est linéaire. Cette hypothèse est vérifiée
si : 1) La contrainte la plus élevée se situe dans la
portion linéaire de la courbe contrainte déformation,
caractérisée par un segment rectiligne partant de l'origine. 2)
Le déplacement maximum calculé est considérablement plus
petit que la dimension caractéristique de la pièce.
Hypothèse d'élasticité
La pièce doit retrouver sa forme d'origine si les
chargements sont supprimés (pas de déformation permanente).
Hypothèse de staticité
Les chargements sont appliqués lentement et
graduellement jusqu'à leur intensité maximale. Les chargements
appliqués brutalement sont source de déplacements,
déformations et contraintes additionnelles.
CALCUL
L'analyse statique, calcule les déplacements, les
déformations, et les contraintes dans la cabine, sous l'action de
chargements et de blocages imposés ci-dessus. COSMOSXpress utilise
l'analyse statique linéaire, basée sur la méthode des
éléments finis (Finite Element Method = FEM en anglais) pour
calculer les contraintes. L'analyse statique linéaire fait suppose les
hypothèses ci-dessus réunies pour calculer les contraintes dans
la pièce.
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Nombre d'éléments :
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34763
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Nombre de noeuds :
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69463
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RESULTATS
La répartition des contraintes de Von Mises dans la
structure est donnée par la figure 22. La contrainte maximale vaut
1,6204 e+003 N/m2 et est bien inférieur à la
contrainte admissible dans le matériau qui est de 6,2042e+008
N/m2.
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La déformé de la structure est donné par
la figure 23. La déformation maximale est de 2 mm ce qui est bien
acceptable. Précisons que pour être visible à la
représentation de la figure 23, les déformations sont
amplifiées par un facteur d'échelle de 4.106.
La figure 24 nous permet de faire une comparaison rapide entre
la contrainte en tout point de la structure et la contrainte admissible de Von
Mises. Les zones critiques sont représentées en rouge sur la
figure 24 et les zones non critiques en bleu.
Nous nous réjouissons de voir que toute la structure
est bleue sur la figure 24.
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