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Dimensionnement Mr CICEBEL : ISITV

Dimensionnement - ISITV

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  • Dimensionnement

    Mr CICEBEL : ISITV

  • Dimensionnement

    Pice

    Dimension Forme

    Matriaux

    Contrles :

    - Rception-Fabrication- Livraison

    Mode de fabrication

    Le mode de fabrication conditionne lventail des formes possibles et les contraintes mcaniques

    Les contrles influent sur le risque de dfaillance d la fabrication

  • Paramtres

    Pice

    Condition decharge Matriaux

    Fabrication

    Environnement

    Contrles

    faisabilit

    Fluage , fatigue

    Corrosion

    T

  • Moyens

    Calcul RDM , thories coques, formules dedimensionnement

    Elments finis ValidationMaquette virtuelle

    Codes de calcul : Dmarche guide quioblige le concepteur tenir compte de toutes lesdifficults du problme

  • Exemple

    Etude dun rservoir sous pression de :

    40 Bars ,80 L Solutions

    Sphre

    Cylindre +fonds sphriques

    Cylindre + fonds plats

    Liaisons boulonnes ou soudes

    Choix Pour des raisons de cot et de fabrication artisanale

    on prendra la solution suivante :

    Tube aluminium du commerce 280*300

    Fond plat avec liaison par soudure

  • Calcul du tube : RDM

    En considrant un tube mince on trouve :

    Ces formules purement statiques ne prennentpas en compte des phnomnes complmentairesquil faudra traiter par la suite

    Mpaeq

    MpaedP

    l

    Mpae

    dPt

    48

    28.4.

    56*2.

    =

    ==

    ==

  • Calcul fond plat thorie des coques

    On rencontre 2 modles de calcul

    Bords appuys sans raideur de flexion

    eq=60Mpa Bords encastrs avec raideur de flexion

    eq=30Mpa La ralit est plus complexe car le fond est

    encastr mais le tube nest pas trs rigidepar scurit on se rapprochera du premiermodle

    Mmes remarques concernant lesphnomnes complmentaires

  • Validation par lmentsfinis

    On cre une maquette virtuelle de la pice.Lecalcul mcanique se fait en remplaant la formeinitiale(complexe) par un assemblagedlments simples (Elments Finis)

    Le calcul donne les contraintes . On retrouve lesvaleurs donnes par le calcul . Sauf la jonction o lephnomne de concentration de contraintes se produit

  • Contraintes par EF

  • CODAP

    CODE FRANCAIS DE CONSTRUCTIONDES APPAREILS A PRESSION

  • OBJET DU CODE

    - Spcifier les rgles et exigences minimum pourassurer la scurit demploi et les conditionsnormales dexploitation .

    - Les rgles portent sur :-Le choix des matriaux- Le calcul-La fabrication-Le contrle-Linspection

    - Les appareils tudis , construits et tudissuivant les rgles du code bnficient duneprsomption de conformit

  • LES SOLLICITATIONS

    Le code prend en compte diverses sollicitations :

    - Pression intrieure ou extrieure

    - Action pesanteur , actions et ractions diverses

    - Poids de la neige , action vent et sismes

    - Actions dynamiques

    ( chocs , fluides pices en mouvement )

    - Phnomnes vibratoires

  • Modes de dfaillance

    Les diffrents modes de dfaillance sont :

    - Rupture fragile

    - Dformation excessive

    - Instabilit plastique

    - Rupture par fluage

    - Dformation progressive

    - Fissuration par fatigue

  • DEMARCHE

    Choixmatriau

    Sollicitations

    Choix catgorieconstruction

    Calcul

  • Catgorie de construction

    La catgorie de construction conditionne :

    -Une contrainte nominale de calcul comprenant 3niveaux ( f1 , f2 , f3 ) auxquelles sontrespectivement attachs des protocoles derception et des essais

    -Un coefficient de soudure z qui conditionne lanature , ltendue et la svrit des contrles

  • Choix catgorie

    Le choix de la catgorie de construction est de laresponsabilit de lacheteur

    Il lui appartient dapprcier les risques potentiels dedfaillance et les consquences

    Pour notre exemple la catgorie C est suffisante .

    Z sera gale 0,7 ( pas de contrle )

  • Contrainte nominale

    Le code dfinit dans un premier temps la contrainteadmissible de calcul en tenant compte de la catgorieainsi que des conditions demploi .

    ( T , corrosion , fluage , fatigue ..)

    Dans le cas de laluminium en situation normale deservice pour f3

    )3

    ,9,1

    %)2,0((

    RrRtMinf =

    Pour laluminium utilis

    Rr = 250 Mpa R(0,2%)=200 Mpa

    f= 80 Mpa

  • Calcul tube

    Pour une enveloppe cylindrique dpaisseur constante

    zfPDm

    e**2

    *=

    Dm = 290 , f = 80Mpa

    z =1 ( pas de soudure )

    On obtient e=7 mm

  • Fond plat soud

    Lpaisseur minimale , en situation normale est donnepar :

    )]min

    .2(),.1max[(if

    PDiC

    fP

    DiCe =

    Les coefficients C1 et C2 sont donns par des abaques enfonction de P/f , P/fmin et ecyl/D

  • Fond plat suite

    Les valeurs des constantes sont :

    C1=0,37 , C2=0,54

    On obtient e=40mm.

    Pour limiter les concentrations de contraintes la solutionpropose est une rainure de dcharge

  • CONCLUSION

    Pour dimensionner , lingnieur doit matriser toutes

    Les phases de vie du produit . Chacune de ces phases

    Influe sur les paramtres du dimensionnement

    ( forme , contrainte de calcul .)