Méthodologie pour la sélection d'éléments mécaniques complexes

Abstract

La complexité d'un système mécanique soumis à des chargements séquentiels provoquant des déformations plastiques entraîne de grandes difficultés de conception. Ces difficultés, sous réserve de fournir un évaluation précise des énergies à dissiper pour chacun de ces chargements, peuvent être surmontées en trois temps par: 1) la définition d'une fonction objectif, 2) l'identification des variables et des liaisons du problème, et 3) l'adaptation d'un système informatisé, en l'occurrence le programme DMNC conçu à cet effet, qui utilise les résultats des calculs sur la fonction objectif, séquence après séquence, pour sélectionner les paramètres de conception adéquats. Le programme tient compte de l'évolution de la géométrie et de conditions difficiles ou impossibles à traiter sous forme de liaisons numériques. Dans ce mémoire, on se propose d'appliquer cette méthodologie à la conception d'une structure de protection (ROPS) pour tracteur agricole ou industriel subissant un renversement latéral. Le programme DMNC utilise l'information de base d'une conception initiale de la structure de protection pour bâtir un modèle par éléments finis. Ce modèle est ensuite soumis à une séquence de chargements qui simule l'historique de la série d'impacts encaissés au cours du renversement latéral. Le rôle de cette simulation est de faire absorber à la structure une quantité d'énergie donnée sous forme de déformation permanente. Au cours du processus de chargement, la matrice de rigidité de la structure est constamment remise à jour pour tenir compte des grands déplacements et les paramètres de conception sont modifiés jusqu'à ce que l'objectif "énergie absorbée" soit atteint. Le programme DMNC donne alors, pour une distribution d'énergie à absorber fournie par l'utilisateur, les paramètres de conception de la structure de protection. Il faut maintenant noter trois remarques importantes: 1°) il n'est pas présenté ici de méthode pour évaluer la distribution d'énergie réelle à absorber par impact du fait de la grande difficulté que représente son estimation, 2°) cette estimation dépasse le cadre de ce mémoire, et 3°) la distribution d'énergie utilisée pour présenter le programme DMNC n'est pas représentative d'un cas réel de renversement latéral, ce qui implique que les paramètres de conception déterminés, liés à cette distribution, n'ont pas de signification physique réelle