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Travail dispensatoire à l’examen écrit de M. Denis
Descriptif
Les dimensions se basent sur le piston :
Le diamètre extérieur Dp
La distance Hp entre l’axe et le fond du piston.
et la partie cylindrique du volume mort est VM1.
Le dernier chiffre de votre matricule déterminera les paramètres à exploiter pour votre
dimensionnement.
Partie « vilebrequin »
Matière : acier 42crMo4 – σadm=300 N/mm2 – E=210000N/mm2 – ν =0,33
Section constante sur chaque barre. Pas de contre-poids aux flasques.
Pour le vilebrequin, le trait correspond à la fibre neutre des volumes :
Les sections des barres …
Maneton et 2 tourillons: cylindriques
Flasque simplifiée: section rectangulaire (voir image)
Profondeur sur vue de face: Ø maneton
Partie « enveloppe »
Matière carter: Fonte EN-GJL-300 - σadm= 75N/mm2 – E=110000N/mm2– ν =0,26
Matière piston : Alu 6061 - σadm=110 N/mm2 – E=69000N/mm2– ν =0,3
Pour la chambre de compression, le trait correspond à la limite intérieur des
enveloppes.
Pour le piston, le trait correspond au sommet du piston.
Le rayon du dôme doit être calculé afin de respecter le volume mort nécessaire
à votre taux de compression
On considère le dôme sans perçage pour calculer son épaisseur
Partie « tube à paroi épaisse »
Matière canalisation d’entrée et de sortie: Alliage Cu - σadm =320N/mm2 –
E=120000N/mm2– ν =0,33
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On demande :
Partie Vilebrequin :
1.
Les sections des barres optimalisées qui respectent
Le σadm du matériau
la flèche limite au maneton de 0,05 mm.
La flèche limite du tourillon de 0,05 mm
2. Les réactions aux appuis
3. Les diagrammes de M, N et V dans ces cas de figures.
4. Un croquis estimatif de la déformation du vilebrequin (en filaire)
5. Suite à vos résultats, quel est le facteur prédominant dans le dimensionnement ?
6. Vos conclusions ? Vos suggestions de conception ?
Partie « enveloppe » de la chambre de compression (Cylindre, dôme, fond de piston)
1.
Les épaisseurs optimalisées qui respectent
Le σadm du matériau
la « flèche » limite fc du cylindre de 0,01 mm (Pourquoi ? limiter la variation de jeu entre cylindre et piston)
La « flèche » limite fd du dôme de 0,01 mm (Pourquoi ? limiter la variation du volume mort)
La « flèche » limite fp du fond de piston de 0,01 mm (volume mort)
2. Quelle position de piston est la plus critique pour dimensionner les enveloppes: PMH ou PMB ?
a. Pour le piston
b. Pour le cylindre
c. Pour le dôme
3. Le fond de piston est-il plutôt considéré comme encastré, ou plutôt sur appui simple ? Justifiez votre choix.
4. Les diagrammes Mr et Mc pour le fond de piston
5. Pour le fond de piston : contrôler les deux critères de dimensionnement (e/R et wmax)
6. Pour les enveloppes (cylindre et dôme) : Les diagrammes des σr, σm σc
7. Pour les enveloppes, quel critère est le plus sévère (Tresca ou Von Mises) ?
8. Pour les enveloppes : quelles zones sont en traction et quelles zones sont en compression ?
9. Un croquis estimatif de la déformation des trois parties (en filaire)
10. Obtenez-vous les mêmes épaisseurs pour les trois parties (cylindre, dôme et piston) ?
11. Vos conclusions ? Vos suggestions de conception ?
Partie « tube à épaisseur épaisse »
1. L’épaisseur des deux canalisations (entrée et sortie), précise au 0,01 de mm.
2. L’épaisseur de ces canalisations sont-elles considérées comme étant mince ou épaisse ?
3. Les diagrammes σr, et σc dans l’épaisseur des 2 canalisations
4. Vos conclusions ? Vos suggestions de conception ?
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Suivant votre numéro matricule, vous avez des paramètres à respecter
Matricule
terminant par…
P
in
(Bar)
P
out
(bar)
Dp
Hp
VM1
Ø intérieur tube
(IN et OUT)
0
100
300
20
7
15
12
1
90
300
20
7
13
12
2
105
290
20
7
15
12
3
100
310
20
7
14
10
4
90
300
20
7
13
10
5
110
290
20
7
15
10
6
95
310
21
7
12
8
7
95
300
21
7
15
8
8
95
290
21
7
15
8
9
100
320
20
6
13
12
1
/
3
100%
