Analyse des contraintes dans les pièces mécaniques à l'aide de la photoélasticimétrie de la méthode des éléments finis
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Date
2012-01-24
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Université Mouloud Mammeri
Abstract
Dans les transmissions de couple ou de puissance plusieurs pièces mécaniques peuvent entrer
en contact. Des contraintes sont alors développées dans les éléments en contact. Différentes
structures analysées ont montré que leurs ruptures sont dues à ces contraintes. Il est donc très
important pour les concepteurs de machines de connaitre les contraintes et les déformations au
voisinage et dans les zones de contact pour un bon dimensionnement des différents éléments.
On se propose dans cette étude de déterminer les champs de contraintes développées dans les
éléments mécaniques en contacts. L’étude a portée sur le contact cylindre/plan et le contact
poinçon/plan. On a étudié les champs de contraintes dans deux cas :
Le premier cas on a appliqué l’effort normal seul et le deuxième cas effort normal conjugué
avec un effort tangentiel.
Une étude tridimensionnelle d’un contact de deux cylindres à axes orthogonaux est réalisée à
l’aide de la méthode des éléments finis pour déterminer les champs de contraintes développés
dans le cylindre au voisinage de la zone de contact.
Les contraintes ont été déterminées dans différents plans permettent une analyse complète du
modèle.
La photoélasticimétrie est une méthode basée sur la biréfringence accidentelle qui est une
propriété optique de double réfraction que présentent certaines matières transparentes. Les
directions et les valeurs de la différence des contraintes principales dans le modèle chargé
sont déterminées en exploitant les franges isoclines et isochromes obtenues au niveau de
l’analyseur du polariscope.
Pour la partie simulation, on doit souligner la difficulté de gérer le contact entre les deux
solides, surface de contact et répartition de l’effort appliqué. Des programmes écrits sous le
logiciel CASTEM ont permit la simulation des franges photoélastiques. Des déplacements
sont imposés aux noeuds successibles de renter en contact, après application de la charge, en
fonction de leurs positions.
Les franges simulées sont alors comparées aux franges expérimentales. Pour les différents
résultats obtenus, deux types de comparaison ont étés faites : La comparaison des isochromes
et des isoclines obtenues expérimentalement à celles obtenues numériquement et la
comparaison des valeurs expérimentales et numériques de la différence des contraintes
principales le long d’un segment vertical. Dans les deux cas on a vérifié que les résultats sont
comparables.
Description
140 f.:ill.;30 cm.(+CD-ROM)
Keywords
Photoélasticimétrie, Isochrome, élément fini : méthode
Citation
Mécanique Appliquée