Vers un outil d’aide à la conception des cannelures à flancs en développante de cercle

1. Vers un outil d’aide à la conception des cannelures à flancs en développante de cercle Adrien Barrot Laplagne, 18 Avril 2007

3. Plan • Démarche • Comportement global • Élaboration de la méthode • Comportement radial • Comportement axial • Présentation de l’outil • Conclusion

4. Démarche Études bibliographiques Expérimental, Numérique, Analytique Analyse du comportement des cannelures Méthode de calcul analytique Outil d’assistance à la conception d’une cannelure Critères de dimensionnement Champ de pression, Distribution du couple Démarche

5. A travers la bibliographie Pression 0 1 Hauteur de la dent Longueur du contact Limite des normes de dimensionnement Allure de la pression radiale similaire axialement Comportement global

6. Comportement radial Comportement global Comportement radial Comportement axial Outil d’assistance Élaboration de la méthode Comportement radial

7. A travers la bibliographie • des modèles analytiques ? • des essais ? Principe Simulation • des modèles EF ? Fiable Pour décrire le comportement radial d’une cannelure existe-il… Comportement radial

8. Choix du modèle de référence Modèle analytique Comportement radial Principe de modèle punch (Sackfiled)

9. Modèles de punch • Principe Comportement radial

10. Organigramme • Procédure du modèle analytique : Comportement radial

11. Répartition radiale de la pression Écart moyen : 3% • Comparaison entre EF et analytique Comportement radial

12. Étude bibliographique • des modèles analytiques ? Tatur, Orain Inexploitable directement • des essais ? • des modèles EF ? Adey, Sum… Pour décrire le comportement axial d’une cannelure existe-il… Comportement axial

13. Répartition de la charge Les efforts traversent la cannelure Les efforts ne traversent pas la cannelure C C C C ext ext ext ext z Z Moyeu Arbre Moyeu Arbre Comportement axial

14. Couple et pression • Variation du couple dans l’arbre • Pression moyenne • Rayon moyen • Surface de la pression Lien entre variation du couple et pression moyenne : Comportement axial

15. Modèle de Tatur-Orain • Modèle analytique • Sens traversant • Issu de l’étude bibliographique • Dépend de la raideur des dents Comportement axial

16. Raideur des dents : Cj • Définition de la raideur des dents Comportement axial Avant chargement Pendant chargement

17. Raideur des dents : Cj Tatur 40% Blanc 33% • Étude bibliographique Comportement axial

18. Raideur des dents : Cj Comportement global Cj Comportement radial Comportement axial Outil d’assistance • Lien entre les comportements Comportement axial

19. Raideur des dents : Cj Tatur 40% Blanc 33% 1,5% • Étude bibliographique Comportement axial Notre Modèle

20. Modèle de Tatur-Orain : suite • Donc la solution du modèle est : Comportement axial

21. Modèle de Tatur-Orain Cj analytique : issue du comportement radial Cannelure à Flancs en Développante de Cercle • Comparaison EF 3D – Analytique Comportement axial

22. Extension du modèle de Tatur-Orain • Modèle analytique • Sens non traversant • Dépend de la raideur des dents Comportement axial

23. Validation du modèle Cannelure à Flancs en Développante de Cercle 3D • Comparaison EF 3D – Analytique Comportement axial

24. Maquette de l’outil Présentation de l’outil

25. Fenêtre de paramétrage 25

26. Fenêtre résultats Présentation de l’outil

27. Conclusion • Maquette de l’outil : • Rapide < 5 secondes • Efficace 27

28. Conclusion Utilisation simple et rapide Sans recours aux EF 3D Création de deux modèles analytiques décrivant les comportements axial et radial Décomposition du comportement suivant les directions axiale et radiale Répartition radiale de la pression Possibilité de connaître la distribution du couple Raideur des dents Possibilité de créer un outil d’aide à la conception Possibilité de décrire analytiquement le comportement global Analyse du comportement radial Analyse du comportement axial Conclusion

29. Perspectives Développer les modèles pour les autres types de cannelure Prendre en compte le jeu dans la cannelure Prendre en compte le frottement Ajouter à l’outil un critère de fretting Conclusion

30. Questions