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TP  ITEC: choix du matériau des bras de portail

TP  ITEC: choix du matériau des bras de portail. Evolutions de l’ouvre-portail. TP  ITEC: choix du matériau des bras de portail. Modèle des versions 1 et 2 (Acier). Modèle de la version 3 (Alliage d’aluminium). Problématique :

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Presentation Transcript

  1. TP  ITEC: choix du matériau des bras de portail Evolutions de l’ouvre-portail

  2. TP  ITEC: choix du matériau des bras de portail Modèle des versions 1 et 2 (Acier) Modèle de la version 3 (Alliage d’aluminium) Problématique : Quelles contraintes ont poussé le fabricant à choisir un matériau tel que l’aluminium pour ses nouveaux bras de portail ?

  3. TP  ITEC: choix du matériau des bras de portail

  4. TP  ITEC: choix du matériau des bras de portail Démarche de reconception : relation produit-procédé-matériau Produit Evolution du design: nécessité de s’aligner sur la concurrence, qui gagne des parts de marché. Choix de formes plus techniques et plus douces en réponse au besoin (implicite) des utilisateurs. Procédé L’évolution des formes impose le procédé de moulage. • Matériau • Les critères de choix que nous retiendrons sont : • Résistance mécanique du bras aux efforts • Utilisation en extérieur • Matériau compatible avec le procédé de mise en œuvre • Coût • Choix d’un matériau recyclable

  5. TP  ITEC: choix du matériau des bras de portail • Déroulement de l’étude • A – Limite élastique requise du matériau • Effort maxi sur le bras grâce au capteur d’effort • Etude des contraintes avec SW • B – Choix du matériau en fonction de tous les critères • logiciel CES Edupack • C - Conclusion

  6. TP  ITEC: choix du matériau des bras de portail • A – Limite élastique requise du matériau • Effort maxi sur le bras grâce au capteur d’effort L’effort maxi est trouvé en phase de verrouillage ; sur l’oscilloscope on obtient 4 divisions de 100mV (1mV1 N), ce qui correspond à un effort de 400N

  7. TP  ITEC: choix du matériau des bras de portail • A – Limite élastique requise du matériau • Etude des contraintes avec SW L’étude de l’équilibre du bras montre qu’il est soumis à deux forces, ces deux forces sont donc portées par la même droite support (AB) A FA B FB Les paramètres de simulation ont déjà été partiellement renseignés. Compléter le chargement externe, autrement dit la force de 400N, appliquée en B, de direction (BA).

  8. TP  ITEC: choix du matériau des bras de portail • A – Limite élastique requise du matériau • Etude des contraintes avec SW Contrainte maxi Elle se situe autour de 30 MPa (dans des zones de concentration de contraintes). Limite élastique du matériau retenu pour fabriquer le bras, avec un coefficient de sécurité de 3 ? 3 * 30 = 90 MPa.

  9. TP  ITEC: choix du matériau des bras de portail • B – Choix du matériau en fonction de tous les critères • logiciel CES Edupack Critères retenus pour le choix du matériau du bras : Résistance mécanique du bras aux efforts : limite élastique minimum : 90 MPa Résistance à une utilisation en extérieur : Résistance à l’eau : excellente Résistance au sel : acceptable Résistance aux radiations UV : excellente Matériau compatible avec le procédé de mise en œuvre : moulage Coût: idéalement minimal Environnement : choix d’un matériau recyclable

  10. TP  ITEC: choix du matériau des bras de portail Première étape : choix du type de graphique souhaité Les familles de matériaux, en fonction du prix et de la limite élastique 1

  11. TP  ITEC: choix du matériau des bras de portail Deuxième étape : choix du procédé : moulage (casting) 2 Sont éliminés des résultats tous les matériaux incompatibles avec le procédé

  12. TP  ITEC: choix du matériau des bras de portail Troisième étape : autres restrictions ou contraintes 3 Sont éliminés des résultats tous les matériaux incompatibles avec les contraintes imposées

  13. TP  ITEC: choix du matériau des bras de portail Résultats de la requête : étain, alliages d’aluminium ou de zinc Tin (étain) Aluminium Limite de prix Zinc 90 MPa

  14. TP  ITEC: choix du matériau des bras de portail Contrainte supplémentaire: matériau issu d’une filière de recyclage Limite de prix Alliages possibles : ALUMINIUM 90 MPa

  15. TP  ITEC: choix du matériau des bras de portail Conclusion • Comment choisir un alliage d’aluminium parmi ceux proposés? • S’adresser directement au fondeur, qui est un spécialiste. • Pour résumer, quels sont d’après vous les principaux critères justifiant l’utilisation d’un alliage d’aluminium ? • La facilité de mise en forme par moulage, pour obtenir le design souhaité. • La résistance au milieu extérieur (oxydation) (aluminium très utilisé pour les fenêtres, volets…) • L’image favorable auprès du public, due à sa réputation de matériau recyclable. • Des arguments qui vont pousser le concepteur à accepter un léger surcoût…

  16. TP  ITEC: choix du matériau des bras de portail FIN

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