MODELISATION 3D-2D DANS UNE APPROCHE HIERARCHIQUE POUR LA SIMULATION DU SERRAGE DE CULASSE DE MOTEUR ETANCHEITE AU JOINT DE CULASSE METALLIQUE MULTIFEUILLE PDF Download
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LE PRESENT TRAVAIL DE THESE EST ISSU D'UN PROJET D'ETUDE DE LA DIRECTION DE LA MECANIQUE DE RENAULT. DANS LE DOMAINE DE LA MODELISATION ET DU CALCUL NUMERIQUE EN MECANIQUE DES STRUCTURES, LE BUT DE CE TRAVAIL A ETE DE METTRE EN PLACE UNE METHODOLOGIE POUR L'ANALYSE DE L'ETANCHEITE DES MOTEURS D'AUTOMOBILE CONSTITUES DE L'ASSEMBLAGE VISSE CULASSE-JOINT DE CULASSE-BLOC CYLINDRES. LA METHODOLOGIE REPOSE SUR L'APPROCHE HIERARCHIQUE DE LA MODELISATION ELEMENTS FINIS ET DU CALCUL NUMERIQUE. DEUX ECHELLES DE MODELISATIONS ONT ETE ETABLIES : UNE ECHELLE LOCALE POUR LES ANALYSES LOCALES EN CONTRAINTES ET POUR L'ETUDE DU COMPORTEMENT PROPRE DU JOINT DE CULASSE D'UNE PART, ET UNE ECHELLE GLOBALE POUR LES ANALYSES DE DEFORMATIONS GLOBALES DE L'ASSEMBLAGE D'AUTRE PART. LE MEMOIRE PRESENTE DANS LE PREMIER CHAPITRE LE PROBLEME DE L'ETANCHEITE AU JOINT DE CULASSE, SA CONCEPTION DE TYPE METALLIQUE MULTIFEUILLE AVEC REVETEMENT ET SON COMPORTEMENT ELASTOPLASTIQUE PARTICULIER. LE SECOND CHAPITRE EXPOSE ET DISCUTE DE LA METHODOLOGIE D'APPROCHE HIERARCHIQUE, SON PRINCIPE ET SON APPLICATION AU CALCUL DES ASSEMBLAGES VISSE DE MOTEURS. LA MODELISATION DU FONCTIONNEMENT DU MOTEUR EST DECRITE AU TROISIEME CHAPITRE. LES DIFFERENTS MODELES ISSUS DE L'APPROCHE HIERARCHIQUE ONT ETE CALCULES, ET LEURS RESULTATS NUMERIQUES SONT PRESENTES ET DISCUTES DANS LE QUATRIEME CHAPITRE. L'ETUDE DE LA MODELISATION DU JOINT DE CULASSE A FAIT L'OBJET DU DEVELOPPEMENT D'UN ELEMENT FINI SPECIFIQUE : ELEMENT DE PLAQUE, SENSIBLE A L'ECRASEMENT SUIVANT SON EPAISSEUR, PAR LA PRISE EN COMPTE DE LA DEFORMATION NORMALE TRANSVERSE OU PINCEMENT. CE TRAVAIL EST PRESENTE EN ANNEXE, AVEC LA FORMULATION ELEMENTS FINIS ET LES VALIDATIONS NUMERIQUES. LES RESULTATS OBTENUS PAR LES DIFFERENTS MODELES MIS EN UVRE DANS L'APPROCHE HIERARCHIQUE ONT PERMIS D'ETABLIR ET D'AFFIRMER LA STRATEGIE D'ANALYSE DE L'ETANCHEITE AU JOINT DE CULASSE.
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LE PRESENT TRAVAIL DE THESE EST ISSU D'UN PROJET D'ETUDE DE LA DIRECTION DE LA MECANIQUE DE RENAULT. DANS LE DOMAINE DE LA MODELISATION ET DU CALCUL NUMERIQUE EN MECANIQUE DES STRUCTURES, LE BUT DE CE TRAVAIL A ETE DE METTRE EN PLACE UNE METHODOLOGIE POUR L'ANALYSE DE L'ETANCHEITE DES MOTEURS D'AUTOMOBILE CONSTITUES DE L'ASSEMBLAGE VISSE CULASSE-JOINT DE CULASSE-BLOC CYLINDRES. LA METHODOLOGIE REPOSE SUR L'APPROCHE HIERARCHIQUE DE LA MODELISATION ELEMENTS FINIS ET DU CALCUL NUMERIQUE. DEUX ECHELLES DE MODELISATIONS ONT ETE ETABLIES : UNE ECHELLE LOCALE POUR LES ANALYSES LOCALES EN CONTRAINTES ET POUR L'ETUDE DU COMPORTEMENT PROPRE DU JOINT DE CULASSE D'UNE PART, ET UNE ECHELLE GLOBALE POUR LES ANALYSES DE DEFORMATIONS GLOBALES DE L'ASSEMBLAGE D'AUTRE PART. LE MEMOIRE PRESENTE DANS LE PREMIER CHAPITRE LE PROBLEME DE L'ETANCHEITE AU JOINT DE CULASSE, SA CONCEPTION DE TYPE METALLIQUE MULTIFEUILLE AVEC REVETEMENT ET SON COMPORTEMENT ELASTOPLASTIQUE PARTICULIER. LE SECOND CHAPITRE EXPOSE ET DISCUTE DE LA METHODOLOGIE D'APPROCHE HIERARCHIQUE, SON PRINCIPE ET SON APPLICATION AU CALCUL DES ASSEMBLAGES VISSE DE MOTEURS. LA MODELISATION DU FONCTIONNEMENT DU MOTEUR EST DECRITE AU TROISIEME CHAPITRE. LES DIFFERENTS MODELES ISSUS DE L'APPROCHE HIERARCHIQUE ONT ETE CALCULES, ET LEURS RESULTATS NUMERIQUES SONT PRESENTES ET DISCUTES DANS LE QUATRIEME CHAPITRE. L'ETUDE DE LA MODELISATION DU JOINT DE CULASSE A FAIT L'OBJET DU DEVELOPPEMENT D'UN ELEMENT FINI SPECIFIQUE : ELEMENT DE PLAQUE, SENSIBLE A L'ECRASEMENT SUIVANT SON EPAISSEUR, PAR LA PRISE EN COMPTE DE LA DEFORMATION NORMALE TRANSVERSE OU PINCEMENT. CE TRAVAIL EST PRESENTE EN ANNEXE, AVEC LA FORMULATION ELEMENTS FINIS ET LES VALIDATIONS NUMERIQUES. LES RESULTATS OBTENUS PAR LES DIFFERENTS MODELES MIS EN UVRE DANS L'APPROCHE HIERARCHIQUE ONT PERMIS D'ETABLIR ET D'AFFIRMER LA STRATEGIE D'ANALYSE DE L'ETANCHEITE AU JOINT DE CULASSE.
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LE BUT DE CE TRAVAIL EST L'ELABORATION DE MODELES NUMERIQUES PERMETTANT D'ANALYSER LE SERRAGE D'UN MOTEUR EN S'INTERESSANT AUX PROBLEMES D'ETANCHEITE DE L'ASSEMBLAGE CULASSE - JOINT DE CULASSE - CARTER CYLINDRES. POUR COMPRENDRE LES MECANISMES D'ETANCHEITE, LA MODELISATION DU JOINT DOIT ETRE DETAILLEE ET INTEGRER LES NON - LINEARITES GEOMETRIQUES, DE MATERIAU ET DE CONTACT. UN PREMIER MODELE PARAMETRIQUE, BASE SUR LES PROPRIETES D'AXISYMETRIE DES GEOMETRIES, A PERMIS D'ANALYSER LE FONCTIONNEMENT DU JOINT ET DE DETERMINER UNE TENSION DE SERRAGE OPTIMALE ASSURANT L'ETANCHEITE DE L'ASSEMBLAGE ET LIMITANT LES DEFORMATIONS DU MOTEUR. UNE SECONDE MODELISATION ASSOCIANT AU MODELE DETAILLE DE JOINT, DES MODELES GLOBAUX DE CULASSE ET DE CARTER CYLINDRES EST MISE EN PLACE. POUR RENDRE PERFORMANTE CETTE MODELISATION, PLUSIEURS STRATEGIES DOIVENT ETRE ELABOREES. LA PREMIERE EST D'UTILISER UN SCHEMA DE RESOLUTION EXPLICITE. LES FORMULATIONS DU SCHEMA SONT PRESENTEES ET COMPAREES AU SCHEMA IMPLICITE. UN CAS TEST MONTRE QUE L'UTILISATION D'UN SCHEMA EXPLICITE PERMET DE DIMINUER FORTEMENT LES TEMPS DE CALCULS TOUT EN CONSERVANT UNE PRECISION SUFFISANTE DANS LES RESULTATS. UNE SECONDE STRATEGIE EST DE REDUIRE LE NOMBRE DE DEGRES DE LIBERTES DES MODELES EN CONSTRUISANT DES MODELES HYBRIDES A GEOMETRIE ET RIGIDITE EQUIVALENTES. CE MODELE PERMET AINSI D'ANALYSER LE COMPORTEMENT DE CHACUNE DES TOLES DANS L'ASSEMBLAGE AFIN D'ABORDER PAR LE CALCUL : LA COMPLEXITE DE LA MISE AU POINT DE L'ETANCHEITE ET LA MISE EN EVIDENCE DE ZONES CRITIQUES.
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COMPRIME ENTRE LA CULASSE ET LE BLOC MOTEUR, LE JOINT DE CULASSE (J.D.C.) A POUR FONCTION D'ASSURER L'ETANCHEITE AUX DIFFERENTS FLUIDES CIRCULANT DANS LE MOTEUR : GAZ DE COMBUSTION, HUILE ET LIQUIDE DE REFROIDISSEMENT. LES SOLLICITATIONS CORRESPONDANTES ETANT TRES DIVERSES (PRESSION, TEMPERATURE, NATURE DU FLUIDE), LA SOLUTION RETENUE A CE JOUR EST UN MULTIMATERIAU SANDWICH METAL-POLYMERE, LOCALEMENT OUVRAGE AUTOUR DES ALESAGES. EN VUE DE REPRESENTER LES SOLLICITATIONS REELLES QUE LE J.D.C. RENCONTRE DANS LE MOTEUR, NOUS AVONS DEVELOPPE ET EFFECTUE DES ESSAIS DE COMPRESSION A PLUSIEURS TEMPERATURES, DE COMPRESSION-CISAILLEMENT ET, ENFIN, DE COMPRESSION NON-UNIFORME. LES REPONSES EN CONTRAINTE-DEFORMATION PRESENTENT UNE NON-LINEARITE ET UNE HYSTERESE INDEPENDANTES DE LA VITESSE DE SOLLICITATION. AU FUR ET A MESURE QUE L'ON CYCLE ENTRE DEUX NIVEAUX DE CHARGE, LA DEFORMATION CUMULEE PROGRESSE ET LE COMPORTEMENT TEND A SE STABILISER. PAR AILLEURS, UN EFFET DU TEMPS A ETE MIS EN EVIDENCE GRACE A DES ESSAIS DE FLUAGE-RECOUVRANCE. DANS UNE APPROCHE PHENOMENOLOGIQUE, UN MODELE UNIAXIAL MULTI-MECANISMES A ETE DEVELOPPE, AVEC UN COMPOSANTE PLASTIQUE POUR TRADUIRE L'OUVERTURE DES BOUCLES INDEPENDANTE DU TEMPS ET UNE COMPOSANTE VISCOPLASTIQUE POUR SIMULER LE FLUAGE. ENFIN, LA NON-LINEARITE EN CONTRAINTE-DEFORMATION, A ETE TRADUITE GRACE A UNE FORMULATION HYPOELASTIQUE DE LA DEFORMATION REVERSIBLE ET UNE PLASTICITE SANS SEUIL AVEC UNE CONTRAINTE INTERNE FONCTION DE LA DEFORMATION INELASTIQUE. LA FORMATION 3D DU MODELE A ENSUITE ETE CONSTRUITE ET IMPLEMENTEE DANS UN CODE DE CALCUL PAR ELEMENTS FINIS POUR REALISER DES CALCULS DE STRUCTURE. LA LOI DE COMPORTEMENT A ETE VALIDEE GRACE A LA CONFRONTATION AVEC LES RESULTATS EXPERIMENTAUX D'UN ESSAI DE COMPRESSION NON-UNIFORME. ENFIN, UN CALCUL REALISE SUR UN MAILLAGE DE J.D.C. AVEC DES CONDITIONS DE CHARGEMENT REPRESENTANT LES TENSIONS DES GOUJONS LORS DU SERRAGE A PROUVE L'APPLICABILITE DU MODELE A UN CAS INDUSTRIEL REEL.
Author: MARIE-HELENE.. COQUERY
Author: MARIE-HELENE.. COQUERY
Author: RICHARD.. MEZIERES
Author: MARIE-DOMINIQUE.. DUPUITS