Étude d’un système de translation mécanique à Saint-Martin-de-la-Porte, France

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Conception du système de déplacement mécanique

Détails techniques et calcul

La modélisation de calcul est composée de différents corps solides avec différents matériaux (acier S235, S275, bronze, acier 42CD4). Le rail est bloqué au sol avec des crapauds fixés sur des plaques d’assise. L’ensemble peut translater grâce à 4 galets, eux-mêmes fixés sur un sous-ensemble de coulisseaux, qui assurent la translation à la fois sur X et sur Y. L’ensemble de la structure portée est représenté par les doubles UPN.

L’effort de traction n’étant pas défini, le modèle a été vérifié sous un calcul en mode itératif, jusqu’à atteindre la limite de stabilité et la limite élastique de chaque matériau, en tenant compte d’un coefficient de sécurité propre aux Eurocodes.

Il a été décidé de calculer chaque pièce en mode solide (éléments finis 3D) afin de vérifier en chaque point de matière si les contraintes de contact et les déformations internes n’étaient pas préjudiciables à la tenue de la pièce en question. En outre, le maillage était voulu relativement fin.

Évaluation des résultats

Après calcul, il a d‘abord été vérifié si la déformée obtenue semblait correspondre à la réalité, ce qui est le cas ici.

Ensuite, chaque sous-ensemble de même matériau est isolé afin de vérifier les contraintes maximales de déformation selon le critère de Von Mises. La Figure 03 montre ainsi les contraintes d'un crapaud, des axes et des galets ainsi que des contraintes de contact des galets sur le rail.

La force étant inconnue, les calculs ont été effectués en mode itératif jusqu’à atteindre la limite de stabilité ou la limite élastique des matériaux, afin d’en déduire la force maximale admissible dans le système. La charge maximale admissible dans ce système était donc de 1,16 tonne.

Une note de calcul qui retrace l’ensemble des résultats, des données d’entrée et des vérifications menées a par ailleurs été éditée.