Validation de solutions

1 - Introduction Nous étudierons le TP suivant : Portail FAAC Capteur de force (Affranchisseuse d’enveloppes)

2 – Portail FAAC I. Etude globale Q1) Moteur électrique Vérin Q2) Pélec=UIcosj Pompe hydraulique Vérin Pmeca1=C.w Phydr=Q.Dp Pmeca2=F.V Q2) « La puissance absorbée est la puissance que prélève l'outil sur la source d'énergie ». Donc ici, Pmeca1=C.w=150W On suppose le rendement du vérin égal à 100%, donc F.V=50W Le document constructeur donne :

2 – Portail FAAC Or la pression maxi est de 30 bars. Les vitesses maximum de sortie et de rentrée de tige sont de :

2 – Portail FAAC Q3) La course du vérin (mesurée) est de : 16cm Ceci se vérifie à l’aide d’un logiciel de calcul (meca3D) : Déplacement de la tige du vérin dans le corps de vérin lors d’une fermeture.

2 – Portail FAAC On suppose la vitesse de la tige du vérin constante. Le temps d’ouverture/fermeture est : Le cahier des charge donne un temps d’ouverture de 20s +/- 5s Q4) Q5) Avec w=1400tr/min

2 – Portail FAAC Q6) On isole le vantail 85mm 790mm Fs Fv Limiter la force d’ouverture/fermeture du portail à 15daN a son extrémité On isole le vantail 85mm 790mm Fs Fv 790.Fs=85.Fv avec Fv=3668N Fs=395N !!! Le système possède en fait des limiteurs de pression.

2 – Portail FAAC II. Etude de la chape Q7) D’après le cahier des charges, le vent peut appliquer une pression de 33daN/m2 sur le vantail. Fv 85mm M x A 790mm Pvent Pour simplifier le calcul, on négligera les trous dans le vantail.

2 – Portail FAAC Q8) y F L x G Q9) Le moment fléchissant est maximum en x=0 (à la base de la chape). Q10) avec

2 – Portail FAAC Pour F=3668N, on trouve : La simulation numérique donne : Et À l’endroit que nous avons identifié!

La formule de résistance d’un fil est : 3 – Capteur de force Q1) La formule de résistance d’un fil est : Si on monte une résistance directement sur un générateur, la variation de résistance dûe à la déformation de la pièce est trop petite. Les jauges sont donc montées en pont de Wheastone (1/4, 1/2 ou pont complet). Une infime variation de résistance va déséquilibrer le pont de Wheastone et la mesure sera plus précise. Q2) Le barreau à section carré est usiné pour le fragiliser et localiser les déformations à 4 endroits. On peut alors coller des jauges de déformations à ces endroits. Connaissant les caractéristiques du matériau du barreau, il est possible de remonter (via une loi de comportement) aux actions mécaniques.

3 – Capteur de force Q3)

3 – Capteur de force Système plan Q4) D’après le calcul éléments finis, les contraintes (ci-dessous) ainsi que les déformations sont constantes dans la profondeur de la pièce. Système plan

3 – Capteur de force Q5) AB=DC=L d F A 1 2 B 3 h q D 4 C On isole 2. L’équation du moment statique en A donne : On isole 4. L’équation du moment statique en D donne : On isole 3 : 5 équations et 5 inconnues

Zone infiniment rigide (I) 3 – Capteur de force Q6) Le modèle poutre est assez loin de la forme de la pièce. Les résultats obtenus donneront un ordre de grandeur. Zone infiniment rigide (I) Zone déformable (II) Q7) On mesure approximativement les longueurs LI et LII sur la pièce réelle (ou sur le modèle Solidworks). LI=35mm LII=5mm

3 – Capteur de force Q8) Le modèle comporte 1 tronçon. Q9) La contrainte maximum est dans la zone LII. Applications numériques : La valeur est plus du double de celle obtenue dans le modèle EF. Ceci peut s’expliquer par la forme de la zone LII qui n’est pas à section constante.

3 – Capteur de force Q10) Hypothèse : répartition de contraintes linéaire Le couple résistant du à l’action de 2 sur 1 est égal à la somme des couples élémentaires créés par chacune de ces forces. Or Pour un déplacement de 0.8mm, Ainsi ,

3 – Capteur de force Q11) On isole 3, et on applique le théorème de l’énergie cinétique. 2 3 4 1 y q L’énergie cinétique est invariante entre les deux configurations (en supposant que l’évolution est quasi statique) avec

3 – Capteur de force 2 3 4 1 y q Pour q petit :

3 – Capteur de force Le modèle choisit ici est encore loin du résultat du calcul éléments finis. Le modèle de liaison pivot avec couple résistant donne une idée du fonctionnement de ce capteur cependant ce modèle nécessite d’être approfondi pour mieux le comprendre.

Couple calculé avec MECA 3D pour SolidWorks 4 – Conclusion La modélisation: qu’est ce que c’est ? Domaine du réel Réel Modéliser Valider Domaine du modèle T Cm Couple calculé avec MECA 3D pour SolidWorks Résultat Modèle Calculer

4 – Conclusion La modélisation: qu’est ce que c’est ? Domaine physique Domaine d’utilisation Produit physique Client Réponses Objectif Valider Domaine virtuel Domaine de validité Modèle Comportement Extérieur Produit Solveur Résultat calcul

4 – Conclusion La modélisation: qu’est ce que c’est ? Domaine physique Produit physique Domaine d’utilisation Réponses Client Ecart Domaine virtuel Domaine de validité Résultat1 Calcul Modèle1 Extérieur Produit Solveur Comportement

4 – Conclusion La modélisation: qu’est ce que c’est ? Domaine physique Ecart Domaine physique Produit physique Domaine d’utilisation Réponses Client Domaine virtuel Domaine de validité Résultat1 Calcul Modèle1 Extérieur Produit Solveur Comportement Résultat2 Modèle2 Ecart3