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Processworks / Simpoeworks Tutoriel Denis AUGUSTE Lycée de Lorgues.

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1 Processworks / Simpoeworks Tutoriel Denis AUGUSTE Lycée de Lorgues

2 ENSEMBLE DE BATTERIE Le produit étudié est une batterie utilisée dans lindustrie automobile. La batterie fournit lénergie nécessaire en phase de démarrage moteur ainsi que pour lalarme, la commande à distance de verrouillage et déverrouillage des portes, lhorloge du tableau de bord… Elle est constituée des éléments suivants : La cuve qui reçoit lélectrolyte. Son embase permet la mise en position sur le véhicule. Le couvercle est thermosoudé sur la cuve, il assure létanchéité de lensemble. Six orifices de section circulaire permettent lintroduction de lélectrolyte. En utilisation, ces orifices sont obturés par des bouchons qui permettent lévacuation des gaz dus à la réaction chimique. Le capot assure la mise en position des bouchons et leur enlèvement simultané lors des visites. Une poignée articulée est intégrée au couvercle pour faciliter le transport de la batterie. Des caches bornes participent à la sécurité et au repérage. Tutoriel : Capot de batterie

3 Polypropylène Sabic P512MN10 Caractéristiques Physiques Polymère type : Structure : Masse volumique : PP cristalline 0,75 g /cm 3 Caractéristiques Mécaniques Contrainte au seuil : Contrainte de flexion : Déformation admissible : Module de traction : Module de flexion : 32 MPa 40 MPa 4 % 1400 MPa Caractéristiques Thermiques Température de transition vitreuse : Température de non écoulement : 166 °C 130 °C Conditions de transformation Retrait au moulage: Température dinjection : Température déjection : Température du moule : Taux de cisaillement maxi : Contrainte de cisaillement maxi pour lécoulement : 2 % 230 °C 114 °C 40 °C s -1 0,26 MPa Fiche matière Tutoriel : Capot de batterie

4 Etude du comportement élastique du capot en phase de démontage Lors de lenlèvement des bouchons, lopérateur soulève une extrémité du capot et extrait les bouchons en cascade. A cause du jeu de montage bouchon/capot et de la déformation de ce dernier, tous les bouchons ne sont pas soulevés en même temps. Lexpérience montre que le cas le plus défavorable correspond à la modélisation ci-dessous : Hypothèses : Toutes les actions mécaniques sont situées dans le plan de symétrie (O, x, y) Le contact en B est un appui simple. La force représente laction exercée en bout par lutilisateur. Le cas le plus défavorable correspond à laction simultanée de quatre bouchons (action dun bouchon = 10 N). On considère que la section du capot est constante sur toute sa longueur Quelles sont les zones les plus sollicitées ? Une étude avec le module COSMOSXPRESS nous permet de simuler le comportement élastique du capot. La figure ci-dessous présente les résultats de la répartition des contraintes et nous permet donc dentourer la zone la plus sollicitée. Voir résultats simulation « capot_ebauche_comosxpress » dans Exemples CAO Utiliser lAssistant danalyse COSMOSXpress

5 Tutoriel : Capot de batterie Réalisation de la maquette numérique A partir du dessin de définition du capot, réaliser la maquette numérique de la pièce. (Voir mise en plan de « capot_ebauche » dans Exemples CAO) Enregistrer votre travail sous le nom : « capot_ebauche »

6 Tutoriel : Capot de batterie Simulation de remplissage avec « SIMPOEWORKS » Il sagit de réaliser les 3 simulations où la (les) position(s) du point dinjection varie : Enregistrer le fichier correspondant à la position 1 sous le nom : « capot_ebauche1 » ; en effet SIMPOE créé automatiquement un répertoire (au moment du maillage) avec le même nom de fichier, dans lequel il range les résultats de la simulation. Activer larbre SIMPOE Et compléter les étapes dans lordre :

7 Tutoriel : Capot de batterie Etape 1 : Mailler Conserver les détails de géométrie permet dobtenir un maillage qui saffine avec les accidents de géométrie (perçage, épaulement…) Lorsque le maillage est validé, il est coché sur larbre : Etape 2 : Affecter un matériau Il faut choisir le polymère correspondant à notre étude : un polypropylène PP

8 Tutoriel : Capot de batterie Etape 3 : Définir la pression dinjection de la presse Choisir la valeur par défaut dans un premier temps (ne pas dépasser une valeur de 200 MPa) Etape 4 : Régler les paramètres du remplissage A partir de la fiche matière, rentrer les valeurs exactes : - Température dinjection = 230 °C - Température du Moule = 40 °C

9 Tutoriel : Capot de batterie Etape 5 : Définir le point dinjection (ou seuil) Afficher le modèle numérique avec le maillage (barre doutils SIMPOE) et positionner le point dans la zone souhaitée (le point saccroche sur le nœud du maillage) On valide alors le point dinjection. Etape 6 : Lancer la simulation de remplissage La fenêtre suivante apparaît : Cocher la case « Flow » pour vérifier le calcul et savoir si lanalyse est terminée. Pour les simulations correspondants aux positions 2 et 3, il faut reprendre toutes les étapes sans oublier denregistrer avant létape 1 du maillage

10 Tutoriel : Capot de batterie Temps de Remplissage On choisira le temps le plus court notamment pour diminuer le temps de cycle sur la presse à injecter. Cest le seul résultat quon peut animer pour observer la progression du flux de matière plastique. Pression en Fin de Remplissage La pression maxi (rouge) est relevée au point dinjection, en effet cest la pression nécessaire pour remplir toute lempreinte. Elle devient donc nulle (bleu) à la fin du remplissage. Cette pression varie en fonction de la géométrie de la pièce, de la position du point dinjection et de la matière utilisée. Température Centrale du Front de Matière Cest un facteur important qui sert à déterminer la qualité du remplissage. Dune manière générale il faut vérifier que la plage de température (où la variation) correspond à celle recommandée pour le polymère utilisé, sinon celui-ci peut se dégrader. Contrainte de Cisaillement en Fin de Remplissage Cest la contrainte qui sexerce sur la matière à létat visqueux pour quelle puisse sécouler. Elle dépend donc de la viscosité de cette matière. Une contrainte trop élevée dégrade la matière. Estimation Temps de Refroidissement Pièce Cest une valeur indicative qui permet didentifier les zones de la pièce qui refroidissent plus ou moins lentement. Les différences peuvent générer plus tard des déformations (effets du post-retrait). Position Optimisée Seuil (point dInjection) Cest la position optimale estimée pour obtenir un remplissage équilibré. Elle dépend de la géométrie de la pièce.

11 Tutoriel : Capot de batterie Pour chacun des résultats, on peut aussi afficher sur le modèle les éléments suivants : Bulles Dair / Events Les bulles dair apparaissent en violet. Elles indiquent les zones estimées de derniers contacts du flux de matière avec les parois de lempreinte au moment du remplissage. Lair emprisonné peut alors sincruster dans la pièce plastique sous forme de bulles ou provoquer une brûlure. Il faut donc prévoir dans ces zones des « évents » pour lévacuer, dès la conception du moule (souvent, les jeux fonctionnels dassemblage suffisent). La position des bulles dair dépend de la position du point dinjection et de la géométrie de la pièce. Vecteur Vitesses En complément de lanimation possible du temps de remplissage, ils permettent dobserver le sens découlement de la matière et la direction choisie en fonction de la géométrie de la pièce et de la position du point dinjection. Lignes De soudure (ou de recollement) Les lignes de soudure représentent les lieux où deux fronts découlements se rencontrent et fusionnent plus ou moins lors du remplissage. Ces lieux fragilisent la résistance mécanique de la pièce et peuvent donc être localement inacceptables, y compris dun point de vue aspect visuel (esthétique) également. Modifier la position du point dinjection permet de déplacer et/ou parfois supprimer ces lignes de soudures. Les curseurs Min et Max permettent de visualiser le remplissage manuellement ou de figer une position.

12 Tutoriel : Capot de batterie A partir des trois simulations (voir Exemples CAO), On observe: le sens découlement de la matière les lignes de soudure (uniquement pour la position 2) Position 1 Position 2Position 3 Tableaux des résultats : Temps de remplissage (s) Pression fin de remplissage (Mpa) Température front matière (°C) Contrainte de cisaillement (Mpa) Position 11,0237,34230,1< T° <230,30,29 Position 21,0214,04229,5< T° <230,10,35 Position 31,0222,49229,7< T° <230,10,24

13 Tutoriel : Capot de batterie Constations et Interprétation : Quelque soit la position des points dalimentation, le temps de remplissage est identique. La variation de température du front de matière est faible (très largement inférieur à 20°C). De manière assez logique, choisir deux points dinjection permet de diminuer la pression dinjection nécessaire pour remplir lempreinte. La position 1 nest pas retenue dabord pour des conditions de remplissage. En effet la pression dinjection est la plus élevée et la contrainte de cisaillement est supérieure à celle de la fiche matière, on risque alors de dégrader la matière. Cest surtout par rapport à la fonction FC5 que cette position est écartée puisque le point se situe sur une surface daspect (esthétique visuel) (voir dessin de définition). La position 2 est intéressante dun point de vue remplissage, mais une ligne de soudure apparaît dans la zone la plus sollicitée mécaniquement en flexion, on augmente alors la fragilité de la pièce. Dautre part la contrainte de cisaillement est élevée, cette solution ne sera pas retenue non plus. La position 3 présente une contrainte de cisaillement plus faible, on évite de fragiliser la pièce en lalimentant dans la zone sollicitée mécaniquement, cest donc cette solution que lon va choisir.


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