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Simulation d'une couronne avec un couple de 180N.m
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By pierre32.debat 6 days ago

Bonjour,

Ci joint le fichier SW 2020 de la couronne, j'ai fais une simulation - cf image jointe - mais je ne suis pas certain du résultat.....

avec un couple de 180 daN.m

Quelqu'un peut m'aider à y voir plus clair?

D'avance merçi

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froussel | 7863 point(s)

Bonjour,

La modélisation "statique2" n'est clairement pas représentative.

Comme c'est une transmission à chaine, il n'y a pas plus de la moitié des dents qui travaillent (à priori beaucoup moins) et l'effort va principalement passer par les premiers maillons tendus (et les dents associées sur votre pièce donc).

Dans l'idéal il faudrait avoir une idée de cette répartition d'effort et d'appliquer ces forces dégressives sur les 10 à 15 premières dents.

En première approximation vous pouvez mettre tout l'effort sur une dent (elle risque d'avoir mal...). il faut éventuellement restreindre la surface pour appliquer l'effort (le sommet de dent ne voit aucun effort par exemple vu qu'il n'est pas du tout en contact avec la chaine). De ce que je viens de lire sur le sujet cette approximation à l'air retenue la majorité du temps.

Perso en appliquant 920N sur l'arrondi complet d'un creux d'une dent (150Nm / 0.163m de distance dent /axe), je trouve 26.59Mpa de contrainte ce qui n'est pas énorme loin de là. C'était sur une dent qui est en face d'un renfort donc clairement une de celle qui est le plus rigide.

De la lecture si vous voulez être plus précis sur l'application des efforts sur chaque dent: https://orbi.uliege.be/bitstream/2268/148450/1/elmachopt.pdf

Bon courage

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Zozo_mp | 30363 point(s)

Bonsoir @pierre32.debat 

Quelques petits  problèmes

1°) vous n'avez pas joint les résultats de votre simulation donc nous ne pouvons rien dire sur les paramètre utilisés (faire un pack and go avec adjonction des résultats de simulation)

2°) vous avez une erreur sur l'esquisse principale de votre pignon de chaîne (géométrie non valide longueur ?????)

3°) en regardant l'image quelque chose me parait curieux (à confirmer avec la lecture de vos paramètres) mais j'ai l'impression que les charges ne sont pas correctes.

4°) est-ce que  vous sûr de votre couple (cela parait peu)

5°) quelle différence entre le couple au démarrage et le couple à 5000 trs.mn ou plus

Conclusion :  Vite un pack and go Zippé ce qui est moins difficile que de gravir une pente impossible ;-)

 

 

froussel | 7863 point(s)

Bonjour,

La modélisation "statique2" n'est clairement pas représentative.

Comme c'est une transmission à chaine, il n'y a pas plus de la moitié des dents qui travaillent (à priori beaucoup moins) et l'effort va principalement passer par les premiers maillons tendus (et les dents associées sur votre pièce donc).

Dans l'idéal il faudrait avoir une idée de cette répartition d'effort et d'appliquer ces forces dégressives sur les 10 à 15 premières dents.

En première approximation vous pouvez mettre tout l'effort sur une dent (elle risque d'avoir mal...). il faut éventuellement restreindre la surface pour appliquer l'effort (le sommet de dent ne voit aucun effort par exemple vu qu'il n'est pas du tout en contact avec la chaine). De ce que je viens de lire sur le sujet cette approximation à l'air retenue la majorité du temps.

Perso en appliquant 920N sur l'arrondi complet d'un creux d'une dent (150Nm / 0.163m de distance dent /axe), je trouve 26.59Mpa de contrainte ce qui n'est pas énorme loin de là. C'était sur une dent qui est en face d'un renfort donc clairement une de celle qui est le plus rigide.

De la lecture si vous voulez être plus précis sur l'application des efforts sur chaque dent: https://orbi.uliege.be/bitstream/2268/148450/1/elmachopt.pdf

Bon courage

pierre32.debat | 1119 point(s)

Merçi pour vos réponses,

effectivement bien des paramètres sont a prendre en compte.....l'action du couple sur combien de dents....je réfléchis en interne pour vous apporter plus d'éléments et pour envoyer les études de simulation que j'ai fait

a bientôt

PS: la couronne est déjà fabriquée!! !Va t'elle résister?

pierre32.debat | 1119 point(s)

Bon,

je n'arrive pas a trouver ce qui ne va pas dans l'esquisse du bossage  - j'ai fais une 1ère couronne que j'ai envoyer pour la fraiseuse et elle a été modifiée, d'où l'erreur survenue....bref

ensuite pour le couple ce n'est pas 150N.m mais 180daN.m et son action sur la moitié de la dentition totale çàd 65/2 disons 32 dents

je joint le fichier SW 2020 de la couronne ou j'ai trouver une erreur mais pas le reste, arrrffff

la suite demain

merçi

m.blt | 7421 point(s)

Bonjour @pierre32.debat ,

Pas mal de points d'accord avec avec @froussel , notamment sur le fait que le nombre de dents réellement sollicitées est largement inférieur à celui des  dents "enroulées" sur le plateau denté. J'ai tout de même adopté un point de vue un peu différent: couple connu appliqué au niveau du moyeu, blocage au niveau des dents.

L'hypothèse retenue: trop grand diamètre de plateau, trop grand pas de denture, trop de dents, ce n'est sans doute pas un pédalier de vélo, mais c'est suffisamment ressemblant pour s'en inspirer, faute d'avoir plus d'informations. Peut-être une moto...
- le "couple" moteur est exercé sur un moyeu en étoile comportant 6 broches engagées dans les trous du plateau;
- Le guidage est réalisé par une pivot dans la partie centrale du moyeu;
- Il y a un peu plus de la moitié des dents situées sur la gauche du plateau qui sont en prise avec les maillons de la chaîne. Mais seules quelques unes sont au travail...

Traduction dans le modèle éléments finis:
- Pour la simulation, le plateau est inséré dans un assemblage qui comporte également le moyeu et quelques maillons de chaîne.
- Tous les composants sont en acier, sans doute pas de la bonne nuance. Mais les ordres de grandeur des propriétés sont sensiblement les bons, hormis les limites de résistance.
- Le contact par défaut (contact global) entre composants est défini "sans pénétration". De ce fait, les différents éléments sont libre de glisser au niveau de leurs contacts.
- Un contact particulier entre composants est défini comme "solidaire" entre le moyeu et le plateau, qui sont donc totalement liés.
- Une liaison (déplacement imposé) de type Pivot-fixe est créée sur l'alésage du moyeu. A ce stade, il ne reste qu'un degré de liberté en rotation pour l'ensemble moyeu-plateau.
- le couple "moteur" de 1800 Nm est appliqué sur la face externe du moyeu.
- 3 maillons sont positionnés et contraints dans les creux de dents en partie haute du plateau. Le contact global sans pénétration autorise les déplacements relatifs des maillons entre eux et avec le plateau. Le nombre de maillons est limité à 3 (soit 4 rouleaux) pour ne pas alourdir le calcul. Il est probable que ces premiers rouleaux sont les plus sollicités, et que la charge décroit rapidement le long de l'enroulement de la chaîne.
- Pour immobiliser la rotation du plateau, un déplacement imposé de type Pivot-fixe est appliqué au niveau de l'alésage du premier maillon du brin entrant.
- Toujours pour des raisons de rapidité du calcul, le maillage utilisé est assez grossier (valeurs par défaut).

Comme des micro-déplacements existent entre les différents composants, le calcul utilise une méthode itérative qui pénalise la vitesse de résolution. Il faut environ 2 minutes sur ce modèle "allégé".
Une fois le modèle au point, rien n'empêche d'affiner le maillage, et d'ajouter des maillons à la chaîne. Sans doute faudrait-il aller jusqu'à 8 ou 10 dents en prise pour juger...
Ci-dessous, image des champ de déplacements et de contraintes de von Mises.
   

Un dernier point: d'abord 150 Nm, puis 1800 Nm... Ce qui implique une tension de chaine de 11 KN, et un coefficient de sécurité à peine supérieur à 2 vis à vis de la limite de rupture  d'une chaîne en acier (DIN 8187). Coef 4.5 pour une chaîne de moto (525 DID ZVM-X).

Cordialement.

pierre32.debat | 1119 point(s)

Bonjour et super merci à vous,

Oui, les éléments que j'ai fourni, surtout le  1er couple 150N.m est le couple moteur au vilo, ensuite une cascade de pignons démultiplicateurs, d'où le 2éme couple calculé de 180daN.m, aussi le moteur tourne à 10500 tr/mn +-1000 suivant

réglage carburation, avec essence compétition et allumage électronique aussi, d'ailleurs à ce sujet nous avons été étonné de ces 10500 tr/mn pour un bi-cylindre avec des pistons de 90mm de diamètre et 79 mm de course.....très bonne huile 2t nécessaire......

La couronne est centrée sur un épaulement du moyeu qui lui aussi est en aluminium. Quant aux efforts sur les dents, si la précision de fabrication est tenue toutes les dents qui reçoivent un rouleau de la chaîne doivent être sollicitées, à mon avis, avec une répartition égale à moins d'un allongement excessif des 1er maillons..... aussi l'adhérence de la roue entre en ligne de compte....

Vous avez fait un travail d'étude-simulation remarquable - très proche de la réalité je pense - je vous en remercie beaucoup ainsi que SOLIDWORKS - quel outil!!! - et le forum LINKOA toujours aussi compétent grâce à vous et d'autres certainement - fonction des domaines d'application-.

Sans flagornerie, cordialement

Pierre Debat

PS: Pas encore passée au banc d'essai, si on applique la formule P = C x oméga, la puissance serait d'environ 200cv à 10000tr/mn, à vérifier....