MODELISATION TRIDIMENSIONNELLE DU SERRAGE D'UN POSTE DE MOTEUR INCLUANT UNE REPRESENTATION DETAILLEE DU JOINT DE CULASSE EN GRANDES DEFORMATIONS ELASTO-PLASTIQUES ET CONTACTS PDF Download
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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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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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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 D'UN MODELE NUMERIQUE PERMETTANT DE PREDIRE LES OVALISATIONS DES FUTS DU CARTER CYLINDRES SOUS LES EFFORTS DE SERRAGE DU MOTEUR. LA DECOMPOSITION EN SERIES DE FOURIER DE CES OVALISATIONS EST NECESSAIRE, POUR ETUDIER SON INFLUENCE SUR LA CONSOMMATION D'HUILE ET LE BRUIT DU MOTEUR. NOTRE ETUDE DEBUTE PAR LA FORMULATION D'UN PROBLEME ELASTO-PLASTIQUE EN GRANDES TRANSFORMATIONS AVEC CONTACT ET FROTTEMENT. L'IDENTIFICATION DES COMPORTEMENTS MECANIQUES DES MATERIAUX DU JOINT DE CULASSE EST REALISEE A L'AIDE D'ESSAIS DE TRACTION SIMPLE SUR EPROUVETTES TRES MINCES. NOUS PROPOSONS UNE METHODOLOGIE PERMETTANT DE CONSTRUIRE UN MODELE DE JOINT DE CULASSE METALLIQUE NERVURE. CETTE METHODOLOGIE EST APPLIQUEE AU JOINT CURTY. LE MODELE DE CE JOINT EST VALIDE A L'AIDE D'ESSAIS D'ECRASEMENT. LE JOINT EST ENSUITE PLACE DANS LE MOTEUR POUR SIMULER SON SERRAGE. LA TECHNIQUE DU SUPER-ELEMENT EST EXPLOITEE DANS LES ZONES A COMPORTEMENT TOTALEMENT LINEAIRE. LES OVALISATIONS, MESUREES ET CALCULEES, DES FUTS SONT COMPAREES PUIS ANALYSEES
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CE TRAVAIL PROPOSE QUELQUES ELEMENTS DE REPONSE AU PROBLEME DE LA MODELISATION DU COMPORTEMENT D'UN JOINT DE CULASSE. PLUSIEURS DIFFICULTES APPARAISSENT PUISQUE, OUTRE SON HETEROGENEITE (LE JOINT EST CONSTITUE D'UN CARTON ET D'UNE AME EN ACIER), LE JOINT TRAVAILLE DANS LE DOMAINE DES GRANDES DEFORMATIONS ELASTOPLASTIQUES. DANS UNE PREMIERE PARTIE, LA MODELISATION DU COMPORTEMENT ELASTOPLASTIQUE DU CARTON EST ABORDEE. DES ESSAIS TRIAXIAUX DE COMPRESSION SONT REALISES, ET LEUR ANALYSE MENE A L'ETUDE DE LA FORMULATION DU COMPORTEMENT ELASTOPLASTIQUE EN GRANDES DEFORMATIONS. LA PRISE EN COMPTE DE L'ANISOTROPIE DE COMPORTEMENT CONDUIT A ADOPTER LE CADRE DES MILIEUX A CONFIGURATION RELACHEE AVEC UNE APPROCHE EN REFERENTIEL TOURNANT. LE PROBLEME DE RECALAGE D'UNE LOI DE COMPORTEMENT ELASTOPLASTIQUE EST ALORS TRAITE. UNE ANALYSE PRELIMINAIRE PERMET DE SELECTIONNER CERTAINS MODELES, ISSUS DE LA MECANIQUE DES SOLS, DONT LES CONSTANTES MATERIELLES SONT IDENTIFIEES. FINALEMENT, DEUX MODELES SONT PRESENTES, AVEC UNE ELASTICITE NON LINEAIRE ET ANISOTROPE, UN CRITERE DE PLASTICITE DE TYPE CAM-CLAY OU A DEUX MECANISMES, ET UN ECROUISSAGE ISOTROPE. LA SECONDE PARTIE CONCERNE L'HOMOGENEISATION DU MATERIAU CONSTITUTIF DU JOINT. LE MATERIAU EST PERIODIQUE DANS SON PLAN, MAIS IL FAUT OBTENIR SA LOI DE COMPORTEMENT EQUIVALENTE EN TRIDIMENSIONNEL. APRES UNE ANALYSE CRITIQUE DES METHODES CLASSIQUES (MODULES EFFECTIFS, HOMOGENEISATION PERIODIQUE), DES METHODES ORIGINALES SONT PROPOSEES, DANS LE CADRE DE LA METHODE DES MOYENNES, ET SOUS L'HYPOTHESE D'UN COMPORTEMENT MICROSCOPIQUE ELASTIQUE. IL EST MONTRE QU'ON NE PEUT DEFINIR, EN TOUTE GENERALITE, UNE TECHNIQUE D'HOMOGENEISATION DE CE TYPE DE MATERIAU, UTILISE COMME JOINT ENTRE DEUX STRUCTURES. CEPENDANT, POUR UNE APPLICATION DONNEE, CERTAINES METHODES SONT A PRIVILEGIER. GRACE A UN CRITERE ENERGETIQUE, LES DIFFERENTES METHODES SONT CLASSEES, ET SITUEES PAR RAPPORT AUX METHODES CLASSIQUES PRECEDENTES. QUELQUES EXEMPLES VIENNENT ILLUSTRER CES DIFFERENTES METHODES
Author: RICHARD.. MEZIERES
Author: RICHARD.. MEZIERES
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