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Dimensionnement
Mr CICEBEL : ISITV
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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
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Paramtres
Pice
Condition decharge Matriaux
Fabrication
Environnement
Contrles
faisabilit
Fluage , fatigue
Corrosion
T
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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
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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
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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.
=
==
==
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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
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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
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Contraintes par EF
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CODAP
CODE FRANCAIS DE CONSTRUCTIONDES APPAREILS A PRESSION
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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
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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
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Modes de dfaillance
Les diffrents modes de dfaillance sont :
- Rupture fragile
- Dformation excessive
- Instabilit plastique
- Rupture par fluage
- Dformation progressive
- Fissuration par fatigue
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DEMARCHE
Choixmatriau
Sollicitations
Choix catgorieconstruction
Calcul
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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
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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 )
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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
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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
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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
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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
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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 .)
