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TD – Conception dun panneau en composite (Pre-preg) Sébastien Crouzet – Airbus.

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1 TD – Conception dun panneau en composite (Pre-preg) Sébastien Crouzet – Airbus

2 AGENDA 1.GENERALITES CONCEPTION COMPOSITE Rappel des règles de drapage Tolérances Épaisseur calibrée Lacher de plis Description plis travaillant / plis mort 2.EXERCICES Données dentrée Énoncé

3 1. GENERALITES CONCEPTION COMPOSITE RAPPEL SUR DRAPAGE RAPPEL: Généralités sur le drapage Quelques règles de drapage -Symétrie sur le drapage -Passage dun plis à un autre en changeant lorientation de 45° (exception: possibilité de mettre pres de laxe de symétrie un coupe -45° / 135°) -Répartir au mieux lensemble des plis sur lépaisseur de la section -Plis externes (contact avec lextérieur) : plis à +45° ou –45) -… Epaisseur dun pli : lépaisseur varie suivant le grammage. Pour les calculs ultérieurs, prendre 0.25mm

4 1. GENERALITES CONCEPTION COMPOSITE TOLERANCES Tolérances Pour toute technologie industrielle (métallique, composite, usinage, moulage, etc.), il est impératif de mettre des tolérances sur chacune des cotes dune pièce réalisées. Ces tolérances dépendent des moyens industriels. Néanmoins, plus une tolérance est précise, plus le coût est élevé. Quelques tolérances liées au composite : -Surface du moule (ordre de grandeur : +/- 0.3mm) -Usinage des plis morts (ordre de grandeur : +/- 0.3mm) -Dépose des plis (ordre de grandeur : +/- 5mm) -Foisonnement (voir définition après – ordre de grandeur : +/-4%) -…

5 1. GENERALITES CONCEPTION COMPOSITE TOLERANCES Tolérance de foisonnement Le foisonnement est une tolérance qui fait varier lépaisseur finale dune pièce composite (pre-preg). Cette tolérance est liée à la cuisson / polymérisation. La valeur du foisonnement est de env. +/-4% de lépaisseur nominale. Pour une pièce donnée, le % de foisonnement sera sensiblement identique sur lensemble des épaisseurs (toute la pièce subit la même cuisson) Épaisseur nominale Épaisseur minimum (pièce finie) Épaisseur maximum (pièce finie) Pièce finie

6 1. GENERALITES CONCEPTION COMPOSITE EPAISSEUR CALIBREE Épaisseur calibrée Epaisseur calibrée épaisseur constante Lépaisseur calibrée se définissent où il est nécessaire davoir une épaisseur constante dune pièce à lautre. Elle sobtient par la mise en place de plis morts puis par leurs usinage. Attention, il est impératif de ne pas usiner des plis travaillant ! ! Exemple dépaisseur constante : jonction avec un autre panneau, install. Système, etc. Épaisseur nominale Épaisseur minimum (pièce finie) lot faible Épaisseur maximum (pièce finie) lot fort ~1 plis Surface calibrée Epaisseur calibrée

7 1. GENERALITES CONCEPTION COMPOSITE EPAISSEUR CALIBREE Épaisseur calibrée Cas 1 : lot fort Cas 2 : lot faible APRES CUISSON APRES USINAGE Plis travaillant Plis morts Epaisseur constante / épaisseur calibrée Dans les 2 cas, lépaisseur calibrée est la même

8 1. GENERALITES CONCEPTION COMPOSITE EPAISSEUR CALIBREE Épaisseur calibrée JONCTION DOUBLE CISAILLEMENT

9 1. GENERALITES CONCEPTION COMPOSITE LACHER DE PLIS Lacher de plis Suivant lorientation des efforts, le lacher de plis sera plus ou moins « rapide » -Sens des efforts : ~1/20 -Perpendiculaire aux efforts : ~1/10 Zone épaisseur constante Zone de lacher de plis Section A-A Modélisation des lachers de plis en coupe A A Lacher de plis dans sens des efforts Lacher de plis perpendiculaire des efforts Effort d1 d2

10 1. GENERALITES CONCEPTION COMPOSITE LACHER DE PLIS Lacher de plis : modélisation Modélisation des lachers de plis (vue de dessus) A A Section A-A Modélisation des lachers de plis (vue de coté) Hauts de pente Bas de pente

11 1. GENERALITES CONCEPTION COMPOSITE PLIS TRAVAILLANT / PLIS MORTS Description plis travaillant / plis morts Pli travaillant : pli qui intervient dans le calcul de la pièce. Les plis travaillant sont définis par zone et sont donnés par le département Calcul. Lors de la conception de la pièce, il est impératif davoir au minimum le nombre de plis travaillant dans chacune des zones. Pli mort : un pli mort nest pas intégré dans le calcul de la pièce ; il permet uniquement dobtenir des épaisseurs constantes (épaisseurs calibrées). Le lacher de plis se fait avec une pente importante (~1/5) 20 plis travaillant 15 plis travaillant Besoin calcul Conception (contraintes indus) Lacher de plis S20 S15

12 Etape 1 : Identifier la zone la plus épaisse (zone où le nombre de plis travaillant est le plus élevé) Etape 2 : à partir de la zone la plus épaisse, tracer toutes les paralèles représentant le lacher de plis en allant vers la zone la moins épaisse. Et ainsi de suite avec les zones dépaisseur inférieur 1. GENERALITES CONCEPTION COMPOSITE METHODE DE TRACE DES HAUTS / BAS DE PENTE 25 plis travaillant 20 plis travaillant 15 plis travaillant 10 plis travaillant 15 plis (25-10) 5 plis (25-20) 10 plis (20-10) 5 plis (20-15)

13 Etape 3 : Pour finir, raccorder les hauts / bas de pente 1. GENERALITES CONCEPTION COMPOSITE METHODE DE TRACE DES HAUTS / BAS DE PENTE

14 2. EXERCICE DONNEES DENTREE Données pour panneau plan Panneau plan (moule plan) avec lacher de plis coté vessie Zone épaisseurs (voir besoin calcul ci-contre) Trou de diamètre 50 - épaisseur calibrée autour du trou (carré de 15mm) 1 raidisseurs rapporté (boulonné) en thermo-plastique ou Pre-preg (regle pour lappui : appui plan pour le raidisseur) 15mm Plis morts calibrés

15 2. EXERCICE DONNEES DENTREE A 20 A Section A-A Effort 20 Plis 26 Plis 16 Plis 14 Plis 10 Plis Besoin calcul Zone plis morts Fixation diam 6.35

16 2. EXERCICE ENONCE Exercices Définir les hauts / bas de pentes du panneau - Plis travaillant - Plis morts - Zone appui constant sous raidisseur Faire une modélisation sous CATIA V5 (sketch) des hauts / bas de pente Faire le tableau de drapage (répartition des plis: 35/20/20/15)


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