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LABORATOIRE de GENIE MECANIQUE de TOULOUSE E valuation de la distribution des efforts dun modèle simplifié dune couronne de guidage de grand diamètre.

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1 LABORATOIRE de GENIE MECANIQUE de TOULOUSE E valuation de la distribution des efforts dun modèle simplifié dune couronne de guidage de grand diamètre. Zouhair Chaib, Antoine Ghosn, Alain Daidié 135 avenue de Rangueil – Toulouse cedex 4 – Tel : – Fax : AIP PRIMECA La Plagne 19 Avril 07 1

2 135 avenue de Rangueil – Toulouse cedex 4 – Tel : – Fax : LABORATOIRE de GENIE MECANIQUE de TOULOUSE PLAN DE LA PRESENTATION Présentation de létude Introduction Pourquoi une étude globale? Aperçu bibliographique Modèles analytiques Modèles numériques. Modèle LGMT Principe et mise en oeuvre Résultats Validation expérimentale Conclusion et perspectives 2

3 135 avenue de Rangueil – Toulouse cedex 4 – Tel : – Fax : LABORATOIRE de GENIE MECANIQUE de TOULOUSE Présentation de létude Introduction Systèmes à roulements Liaison pivot compacte Sécurité Charges extrêmes Durée de vie Chargements élevés Vitesses faibles Liaisons avec la structure porteuse extrêmement sollicitées Dimensionnement des fixations Statique Fatigue 3

4 135 avenue de Rangueil – Toulouse cedex 4 – Tel : – Fax : LABORATOIRE de GENIE MECANIQUE de TOULOUSE Présentation de létude Pourquoi une étude globale? Méthodes spécifiques de calcul Isolement du secteur le plus critique CETIM-PEARL ® EF spécifiques Calcul de contraintes Rapide Utilisable en BE 4

5 135 avenue de Rangueil – Toulouse cedex 4 – Tel : – Fax : LABORATOIRE de GENIE MECANIQUE de TOULOUSE PLAN DE LA PRESENTATION Présentation de létude Introduction Pourquoi une étude globale? Aperçu bibliographique Modèles analytiques Modèles numériques Modèle LGMT Principe et mise en oeuvre Résultats Validation expérimentale Conclusion et perspectives 5

6 135 avenue de Rangueil – Toulouse cedex 4 – Tel : – Fax : LABORATOIRE de GENIE MECANIQUE de TOULOUSE Aperçu bibliographique Modèles analytiques Supports rigides Bagues rigides Méthodes itératives Données géométriques Contact de Hertz Equations déquilibre Zupan Amasorain 6

7 135 avenue de Rangueil – Toulouse cedex 4 – Tel : – Fax : LABORATOIRE de GENIE MECANIQUE de TOULOUSE Aperçu bibliographique Modèles numériques Rigidité des bagues Rigidité non uniforme de la structure Modèles numériques Norme allemande Bourdon-Rigal Ressorts en compression Barres en compression Angle de contact Contact 3D Super éléments Nécessite plusieurs dévelopements ! Mise en place côuteuse Temps de calcul 7

8 135 avenue de Rangueil – Toulouse cedex 4 – Tel : – Fax : LABORATOIRE de GENIE MECANIQUE de TOULOUSE Aperçu bibliographique Conclusion Modèles analytiques non représentatifs de beaucoup de cas industriels Modèles numériques ne prennent pas en compte tous les paramètres Critères du modèle convenable Déformation des bagues Rigidité de la structure porteuse Variation de langle de contact 8

9 135 avenue de Rangueil – Toulouse cedex 4 – Tel : – Fax : LABORATOIRE de GENIE MECANIQUE de TOULOUSE PLAN DE LA PRESENTATION Présentation de létude Introduction Pourquoi une étude globale? Aperçu bibliographique Modèles analytiques Modèles numériques Modèle LGMT Principe et mise en oeuvre Résultats Validation expérimentale Conclusion et perspectives 9

10 135 avenue de Rangueil – Toulouse cedex 4 – Tel : – Fax : LABORATOIRE de GENIE MECANIQUE de TOULOUSE Modèle LGMT Principe et mise en oeuvre Remplacer les élements roulants en compression par des ressorts non Linéaires de traction placés entre les centres de courbure des pistes. Ramener létude du contact aux centres de courbure. FEFE FEFE Pistes Elément roulant Centres de courbure Pistes Centres de courbure 10

11 135 avenue de Rangueil – Toulouse cedex 4 – Tel : – Fax : LABORATOIRE de GENIE MECANIQUE de TOULOUSE Modèle LGMT Principe et mise en oeuvre Eléments roulants Ressorts non linéaires Zones de contact Coques rigides Couplage Poutres rigides. Bagues Eléments solides élastiques Application 11

12 135 avenue de Rangueil – Toulouse cedex 4 – Tel : – Fax : LABORATOIRE de GENIE MECANIQUE de TOULOUSE Modèle LGMT Principe et mise en oeuvre Rouleaux cylindriques (m = 10/9) Billes (m = 3/2) Hernot (LGMT)INASKF Loi de comportement du ressort Valeurs expérimentales Charge axiale Mesure du déplacement axial δ a 12

13 135 avenue de Rangueil – Toulouse cedex 4 – Tel : – Fax : LABORATOIRE de GENIE MECANIQUE de TOULOUSE Modèle LGMT Résultats: couronne à billes Laulagun Ø 580 mmChargementencastrement Diamètre de billes: Ø25 mm. Nombre de billes: 64. Angle de contact: β=60 º. Rayons de courbure: r i =r e =13.5mm

14 135 avenue de Rangueil – Toulouse cedex 4 – Tel : – Fax : LABORATOIRE de GENIE MECANIQUE de TOULOUSE Modèle LGMT Résultats: couronne à billes Laulagun Effort axial pur (F A =60kN) Répartition uniforme des efforts Résultats conformes à la théorie Variation maximale de langle de contact: 2 º 14

15 135 avenue de Rangueil – Toulouse cedex 4 – Tel : – Fax : LABORATOIRE de GENIE MECANIQUE de TOULOUSE Modèle LGMT Résultats: couronne à billes Laulagun Moment pur (M T =80kN.m) Raideur des bagues Phénomène dovalisation Symétrie parfaite des courbes Variation maximale de langle de contact: 10 º 15

16 135 avenue de Rangueil – Toulouse cedex 4 – Tel : – Fax : LABORATOIRE de GENIE MECANIQUE de TOULOUSE Modèle LGMT Résultats: couronne à billes Laulagun Effort combiné (M T =80kN.m,F A =60kN) + 16

17 135 avenue de Rangueil – Toulouse cedex 4 – Tel : – Fax : LABORATOIRE de GENIE MECANIQUE de TOULOUSE Modèle LGMT Résultats: couronne à billes Lulagun Effet des points durs Distribution sinusoïdale théorique Influence des zones dappui F E max Distribution réelle? 17

18 135 avenue de Rangueil – Toulouse cedex 4 – Tel : – Fax : LABORATOIRE de GENIE MECANIQUE de TOULOUSE Modèle LGMT Résultats: couronne à billes Laulagun Effet des points durs Appuix locaux 40° 20° Position du secteur critique. Valeur maximale de la force de contact. 18

19 135 avenue de Rangueil – Toulouse cedex 4 – Tel : – Fax : LABORATOIRE de GENIE MECANIQUE de TOULOUSE Modèle LGMT Validation expérimentale Roulement contact oblique SKF: Type 7305 BEP. D W =11.5mm. Nb billes: 10. Très bonne corrélation entre les résultats EF et expérimentaux 19

20 135 avenue de Rangueil – Toulouse cedex 4 – Tel : – Fax : LABORATOIRE de GENIE MECANIQUE de TOULOUSE PLAN DE LA PRESENTATION Présentation de létude Introduction Objectifs Aperçu bibliographique Modèles analytiques Modèles numériques Modèle LGMT Principe et mise en oeuvre Résultats Validation expérimentale Conclusion et perspectives 20

21 135 avenue de Rangueil – Toulouse cedex 4 – Tel : – Fax : LABORATOIRE de GENIE MECANIQUE de TOULOUSE Conclusions et perspectives Conclusions Dimensionnement des fixations Modèles existants ne prennent pas en compte tous les paramètres Modèle LGMT facile à mettre en oeuvre Temps de calcul réduit. (-60s) Angle de contact Rigidité de la structure porteuse Corrélation numérique/expérimentale 21

22 135 avenue de Rangueil – Toulouse cedex 4 – Tel : – Fax : LABORATOIRE de GENIE MECANIQUE de TOULOUSE Conclusions et perspectives Perspectives Intégrer le modèle dans des structures industriels Etude de sensibilité: Influence du jeu Influence de la précharge Contact aux interfaces bague-support Répartition non uniforme des fixations Nouveaux modèles simplifiés à dautres morphologies de couronnes dorientation

23 135 avenue de Rangueil – Toulouse cedex 4 – Tel : – Fax : LABORATOIRE de GENIE MECANIQUE de TOULOUSE Questions?


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