Zouhair Chaib, Antoine Ghosn, Alain Daidié Evaluation de la distribution des efforts d’un modèle simplifié d’une couronne de guidage de grand diamètre. Zouhair Chaib, Antoine Ghosn, Alain Daidié 19 Avril 07 AIP PRIMECA La Plagne 1 135 avenue de Rangueil – 31077 Toulouse cedex 4 – Tel : 05.61.55.93.69 – Fax : 05.61.55.99.50 - www.insa-toulouse.fr

PLAN DE LA PRESENTATION Présentation de l’étude 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

Présentation de l’étude 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

Présentation de l’étude 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

PLAN DE LA PRESENTATION Présentation de l’étude 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

Aperçu bibliographique Modèles analytiques Supports rigides Bagues rigides Méthodes itératives Données géométriques Contact de Hertz Equations d’équilibre Zupan Amasorain 6

Aperçu bibliographique Modèles numériques Rigidité des bagues Rigidité non uniforme de la structure Norme allemande Bourdon-Rigal Ressorts en compression Barres en compression ! Angle de contact Modèles numériques Contact 3D Super éléments Mise en place côuteuse Temps de calcul Nécessite plusieurs dévelopements 7

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 l’angle de contact 8

PLAN DE LA PRESENTATION Présentation de l’étude 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

Modèle LGMT FE FE Pistes Principe et mise en oeuvre Pistes 10 Ramener l’étude du contact aux centres de courbure. Remplacer les élements roulants en compression par des ressorts non Linéaires de traction placés entre les centres de courbure des pistes. Elément roulant Pistes FE FE Pistes Centres de courbure Centres de courbure 10

Modèle LGMT Principe et mise en oeuvre 11 Application Bagues Eléments solides élastiques Zones de contact Coques rigides Couplage Poutres rigides. Ressorts non linéaires Eléments roulants 11

Rouleaux cylindriques Modèle LGMT Principe et mise en oeuvre Loi de comportement du ressort Rouleaux cylindriques (m = 10/9) Billes (m = 3/2) Hernot (LGMT) INA SKF Valeurs expérimentales ⇒Charge axiale ⇒Mesure du déplacement axial δa 12

Modèle LGMT encastrement Résultats: couronne à billes Laulagun Ø 580 mm Chargement encastrement 65 64 b Diamètre de billes: Ø25 mm. Nombre de billes: 64. Angle de contact: β=60º. Rayons de courbure: ri=re=13.5mm 13

Modèle LGMT Résultats: couronne à billes Laulagun 14 Effort axial pur (FA=60kN) Répartition uniforme des efforts Résultats conformes à la théorie Variation maximale de l’angle de contact: 2º 14

Modèle LGMT Résultats: couronne à billes Laulagun 15 Moment pur (MT=80kN.m) Raideur des bagues Phénomène d’ovalisation Symétrie parfaite des courbes Variation maximale de l’angle de contact: 10º 15

+ Modèle LGMT Résultats: couronne à billes Laulagun 16 Effort combiné (MT=80kN.m,FA=60kN) + 16

Modèle LGMT Résultats: couronne à billes Lulagun 17 Effet des points durs FE max FE max Distribution réelle? Distribution sinusoïdale théorique Influence des zones d’appui 17

Modèle LGMT Résultats: couronne à billes Laulagun 18 Effet des points durs 20° 40° Appuix locaux Position du secteur critique. Valeur maximale de la force de contact. 18

Très bonne corrélation entre Modèle LGMT Validation expérimentale Roulement contact oblique SKF: Type 7305 BEP. DW=11.5mm. Nb billes: 10. Très bonne corrélation entre les résultats EF et expérimentaux 19

PLAN DE LA PRESENTATION Présentation de l’étude Introduction Objectifs Aperçu bibliographique Modèles analytiques Modèles numériques Modèle LGMT Principe et mise en oeuvre Résultats Validation expérimentale Conclusion et perspectives 20

Conclusions et perspectives 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

Conclusions et 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 d’autres morphologies de couronnes d’orientation

Questions?