MODÈLES D’AUTOBUS ET CHOIX DE CHÂSSIS
ÉTUDE DES MODES VIBRATOIRES ET ANALYSE DES CONTRAINTES POUR UN CHÂSSIS ID
Introduction:
Pour la réalisation de cette étude, un modèle analytique est développé afin d’analyser la partie vibratoire du châssis d’autocar. Ce chapitre est divisé en quatre parties qui seront présentées comme suit :
• Étude expérimentale, analytique et numérique de deux plaques étalons.
• Simplification du châssis d’autocar.
• Étude analytique des modes vibratoires des poutres à parois minces.
• Étude numérique des modes vibratoires des poutres à parois minces.
Le modèle réel du châssis dont il est question a été présenté précédemment dans le chapitre 3. Ce modèle va être simplifié en une poutre simple à parois minces dont le poids, le volume et l’inertie seront très proches de ceux du châssis de référence. Par la suite, les modes vibratoires de flexion et de torsion des poutres à parois minces sont calculés en utilisant les méthodes analytiques de Bernoulli-Euler et Timoshenko respectivement. Ces poutres sont soumises à différentes conditions d’appui suivant qu’il s’agisse du cas des grandes poutres qui sont simplement appuyées sur trois appuis ou des traverses. Une fois les résultats analytiques obtenus, ces derniers vont être comparés avec les résultats numériques. L’analyse numérique s’effectuera sur le logiciel de simulation Abaqus. Les modèles de poutre qui sont utilisés vont être conçus à l’aide du logiciel de dessin SolidWorks. Vu que le calcul analytique des modes vibratoires du châssis au complet est très complexe, la méthode numérique sera le seul outil adéquat pour le faire. Dans le chapitre qui suivra, le châssis au complet sera étudié numériquement seulement. Afin de pouvoir valider les résultats de la partie numérique, une calibration des résultats numériques est nécessaire. Pour ce faire, une étude vibratoire de deux plaques en aluminium et en acier est effectuée expérimentalement, numériquement et analytiquement. Les résultats de ces analyses sont très utiles pour la validation des fréquences de vibrations obtenues numériquement. Une validation des contraintes est aussi effectuée sur cette plaque étalon soumise à une flexion simple analytiquement et numériquement.
Étude vibratoire de la plaque étalon:
Une étude vibratoire de deux plaques en aluminium et en acier a été effectuée expérimentalement, numériquement et analytiquement. Cette partie aidera à la validation des parties numériques des poutres à parois minces ainsi que du châssis. Les trois méthodes qui sont utilisées pour l’évaluation des modes vibratoires des deux plaques sont présentées ci-dessous :
• Expérimentalement : calcul des fréquences de flexion à l’aide du marteau d’impact et du pot vibrant.
• Analytiquement : calcul des fréquences de flexion et de torsion par programmation des équations analytiques sur le logiciel Matlab.
• Numériquement : calcul des fréquences de flexion ainsi que de torsion par modélisation et simulation des vibrations sur le logiciel Abaqus. Les systèmes continus sont soumis à différents modes de vibrations. Afin de pouvoir identifier ces modes vibratoires expérimentalement, le marteau d’impact ainsi que le pot vibrant ont été utilisés. Le marteau d’impact génère une fréquence d’excitation qui est déterminée à l’aide de la rigidité de la surface de contact marteau structure et la masse à la tête du marteau. La difficulté de son utilisation est de produire la même impulsion durant les différentes excitations de la structure non seulement en amplitude, mais également à la même position et l’orientation dans la direction normale à la structure. Il faut éviter le dédoublement d’impact qui pourrait causer des erreurs lors de l’analyse des résultats. Le montage avec le marteau d’impact est montré à la figure 5.1. Un pot vibrant est un appareil qui permet d’exciter une structure en vibration. Il produit une impulsion vibratoire au niveau d’un point bien déterminé. La figure 5.2 montre le pot vibrant utilisé lors de l’expérience effectuée sur les plaques en acier et en aluminium.
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Table des matières
CHAPITRE 1 :INTRODUCTION
1. 1 Introduction
1. 2 Problématique
1.3 Objectifs
1. 4 Méthodologie
CHAPITRE 2 :REVUES DE LITTÉRATURE
2.1 Introduction
2.2 Sollicitations
2.3 Contraintes et vibrations
2.4 Calcul des charges et conception des autocars
2.5 Utilisation de l’aluminium
2.6 Conclusion
CHAPITRE 3 :MODÈLES D’AUTOBUS ET CHOIX DE CHÂSSIS
3.1 Modèle d’autobus
3.2 Modèle du châssis
3.3 Modèle du châssis d’autocar choisi pour l’étude
3.4 Conclusion
CHAPITRE 4 :DÉVELOPPEMENT DU MODÈLE DYNAMIQUE DE L’AUTOCAR
4.1 Introduction
4.2 Profil de la route
4.3 Modèle à deux dimensions simplifié
4.4 Modèle à deux dimensions
4.5 Modèle à trois dimensions
4.6 Conclusion
CHAPITRE 5: ÉTUDE DES MODES VIBRATOIRES ET ANALYSE DES CONTRAINTES POUR UN CHÂSSIS ID
5.1 Introduction
5.2 Étude vibratoire de la plaque étalon
5.3 Analyse des contraintes
5.4 Modélisation du châssis de l’autocar
5.5 Calcul analytique des modes vibratoires
5.6 Calcul numérique des modes vibratoires
5.7 Conclusion
CHAPITRE 6 :ÉTUDE DES MODES VIBRATOIRES ET ANALYSE DES CONTRAINTES POUR UN CHÂSSIS 3-D
6.1. Introduction
6.2. Analyse vibratoire
6.3. Position des points nodaux
6.4. Calcul des contraintes
6.5. Conclusion
CHAPITRE 7 CONCLUSIONS ET RECOMMANDATIONS
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES ET ANNEXES
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