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Projet concept-car.doc 1/10 30/10/08

Nom, prénom :

CONCEPT-CAR TP

Doc. travail Objectif : définir et concevoir les formes aérodynamiques d’un concept car.

Mise en situation : Au travers de cette activité, vous allez concevoir et tester le corps d’un concept car à échelle réduite. Utiliser le module aérodynamique intégré à SolidWorks pour définir les formes de votre voiture. Travail demandé :

Votre travail va se décomposer en quatre étapes : - Dessin du corps du véhicule, en modèle surfacique. - Assembler votre véhicule, les roues et les axes sont fournis. - Tester l’aérodynamique de votre modèle. - Améliorer et valider l’aérodynamique de votre modèle.

1° Partie - modélisation surfacique du corps :

La fonction de bossage surfacique nécessite la création de plan de travail intermédiaire afin de dessiner les esquisses par lesquelles passera le bossage (« Bossage / base lissé »).

Créer les différents plans intermédiaires, à l’aide du menu : ‘Insertion/Géométrie de

référence/Plan’. Les dimensions vous sont données dans le tableau récapitulatif ci-dessous.

Plan de Face

Plan-50mm

Plan-130mm

Plan-250mm

Dans chaque plan correspondant dessiner l’esquisse souhaitait du profil de votre voiture. Les

esquisses sont définies ci-dessus. Sélectionner la fonction bossage par lissage.

Pour utiliser la fonction vous devez sélectionner dans l’ordre de création chaque esquisse. Vous

sélectionnerez dans les propriétés de la fonction la contrainte d’arrivée normale au profil, afin d’obtenir un véhicule ayant cette forme :

et non celle-ci

CONSTRUCTION

MECANIQUE


Passage des axes de roues : créer les perçages nécessaires aux passages des axes de roues :

Fixation de la cartouche de gaz propulseur : créer le trou

taraudé nécessaire M18x1.5-50.

Ajout de deux congés : créer un congé sur les arêtes

latérales de la voiture (rayon 5mm) et sur le nez avant (rayon 2mm).

Définition du matériau de notre voiture : sélectionner dans l’arbre de construction

‘Matériau/Editer le matériau’ et sélectionner ‘Bois/Balsa’ :


N’oubliez pas de sauvegarder votre travail !

2° Partie - assemblage de votre concept car :

Créer un nouveau fichier assemblage, insérer votre

voiture. Insérer les deux sous-ensembles fournis représentant l’essieu avant et arrière : fichiers ‘Frontwheels.sldasm’ et ‘Rearwheels.sldasm’. Terminer l’assemblage.

N’oubliez pas de sauvegarder votre travail !

3° Partie - test aérodynamique :

Nous allons utiliser le module d’analyse de mécanique des fluides de SolidWorks : pour charger le complément, aller dans le menu : ‘Outils/Compléments’ et cocher le complément ‘COSMOSFloWorks’.

Un nouveau menu FloWorks doit apparaître, ainsi que l’icône FW dans l’arbre de construction. Nous allons utiliser l’assistant de projet afin de créer automatiquement les paramètres et conditions de calcul.

I hope for you that you indeed understand technical English!

Attention toutes erreurs de paramétrage peut être lourde de conséquence (temps de calcul très important pour un résultat faux)

Paramétrage du test :


Dans le menu FloWorks, lancer ‘Project/Wizard…’

Créer un nouveau projet ‘Test n°1’.

Cliquer sur suivant…

Choisissez le système d’unité SI. Vous pouvez

définir un système d’unité propre à vos envies… Cliquer sur suivant…

Choisir pour type d’analyse ‘externe’, et excluez l’étude de toutes cavités. Choisir pour axe de référence, l’axe principal de

votre voiture (normalement Z, si vous avez créé vos esquisses dans le plan de face). Cliquer sur suivant…

Choisir le fluide dans lequel notre véhicule se déplace : sélectionnez ‘AIR’. Ajouter votre sélection au fluide du projet. sélectionner ‘Add’. Cliquer sur suivant…

Cliquer sur suivant…


Entrer la valeur de la vitesse du fluide suivant l’axe

Z soit -27m/s (contrôler l’orientation de votre axe). Cliquer sur suivant…

Ajuster la résolution de calcul sur 4, l’augmentation

de ce paramètre joue sur le temps de calcul sans nécessairement signifier des résultats plus précis. Cliquer sur fin…

Afin d’optimiser le temps de calcul, nous allons utiliser la symétrie de la voiture et réduire le champ d’air autour de la voiture : Dans l’arbre de construction, sélectionner l’onglet ‘FW’. Dans la section ‘Input Data’, sélectionner ‘Computationnal Domain/Edit Definition…’

Rentrer les différentes valeurs comme dans les onglets ci-dessous.

Nous allons spécifier les données que nous souhaitons calculer, ici la force exercée par l’air sur la voiture : Dans la section ‘Input Data’, sélectionner ‘Goals/Insert Global Goals…’ Dans la liste proposée, sélectionner :

‘Y – Component of Force’ et ‘Z – Component of Force’


Nous pouvons lancer le calcul : dans le menu ‘FloWorks’ sélectionner ‘Solve/Run…’

Cliquer sur ‘Run’. Vous pouvez aller prendre un bon café pendant le temps de calcul que vous pouvez vérifier dans la fenêtre d’informations.

Analyse des résultats : dans l’arbre de construction section ‘Results’ Visualisation de la pression de l’air sur la surface de la voiture :

Cliquer sur ‘Surface Plots/Insert… ‘. Entrer les paramètres suivants :

o Sélectionner la une surface du corps, puis cocher ‘Use all faces’. o Dans ‘Display’ sélectionner ‘Contours’. o Dans ‘View Settings..’ modifier la plage de couleur de la pression.

Pour cacher ce résultat, le sélectionner dans l’arbre puis sélectionner ’hide’.


Visualisation des écoulements d’air autour de la voiture :

Cliquer sur ‘Flow Trajectoires/Insert… ‘. Entrer les paramètres suivants :

o Sélectionner la surface avant du corps, dans

‘Reference’. o Dans ‘Number of trajectoires’ : sélectionner 100.

Pour cacher ce résultat, le sélectionner dans l’arbre puis sélectionner ’hide’.


o Sélectionner le plan de droite, dans ‘Reference’. o Dans ‘Number of trajectoires’ : sélectionner 200.

o Dans l’onglet ‘Setting’ sélectionner ‘Line and Arrow’ pour le dessin des trajectoires du fluides.



o Sélectionner la surface de la roue avant, dans ‘Reference’.

o Dans ‘Number of trajectoires’ : sélectionner 100.

Vous pouvez ainsi analyser la répartition de la pression sur toutes les surfaces de votre voiture. Et donc conclure sur les surfaces opposantes une forte résistance à l’avancement dans l’air.

4° Partie – modification du modèle :

Nous allons modifier le nez de notre voiture, pour en améliorer les performances. Nous allons créer une nouvelle configuration à notre projet.

Ouvrir votre fichier pièce représentant la voiture.

Cliquer sur l’onglet ‘Configuration Manager’, puis sur le nom de l’assemblage, click droit ‘Ajouter une configuration’. Nommer là

‘Changement de design ‘. Modifier le congé latéral avec un rayon de 9,5mm. Supprimer la fonction représentant le congé de 2mm de la face avant (attention ne pas utiliser la fonction Effacer/supp… mais Supprimer !)

Sélectionner la face avant de la voiture.

Dans le menu ‘Insertion’ sélectionner ‘Surface/Remplir…’

Sélectionner les arêtes de

contour de la face avant avec l’option ‘tangente’ pour l’option de courbure, puis cliquer sur ‘Autre Face’, et il va vous calculer la jonction tangente avec le corps.

Validez et surtout n’oubliez pas de sauvegarder votre travail !


Sélectionner le plan de droite et éditer une nouvelle esquisse, comme indiquer ci-contre :

Enlever la matière dans les deux directions.

Créer un congé sur l’arête arrière de rayon 7.5mm.

Créer un congé sur la face arrière et de dessus de 5mm Vous voilà au volant d’une nouvelle formule 1… enfin presque ! Ouvrer votre assemblage complet, avec le nouveau fichier pièce.

Dans votre assemblage, depuis le ‘ConfigurationManager’, basculer sur la configuration par

défaut.

Toujours depuis le ‘ConfigurationManager’, créer une nouvelle configuration ‘Test n°2’.

Basculer dans l’arbre de construction de l’assemblage, sélectionner le fichier pièce de votre voiture. Clic droit ‘Propriétés du composant’. Et sélectionner votre configuration ‘Changement de design’


Dans votre assemblage, depuis le ‘ConfigurationManager’, vous pouvez basculer sur la

configuration ‘Test n°1’ ou ‘Test n°2’, par simple click.

Sélectionner la configuration ‘Test n°1’, puis dans le menu ‘FloWorks’ sélectionner ‘Project/Clone project…’. Sélectionner ‘Add to existing’ et dans ‘Existing configuration’ choisissez votre configuration n°2. Et cocher ‘Copy results’.

Attention : à la boîte de dialogue suivante répondre ’Non’.

Attention : à la boîte de dialogue suivante répondre ‘Oui’.

vous pouvez relancer le calcul … dans le menu ‘FloWorks’ sélectionner ‘Solve/Run…’

Cliquer sur ‘Run’. Vous pouvez vérifier dans la fenêtre d’informations le temps de calcul.

À la fin du calcul, vous pouvez exploiter les résultats afin de visualiser les améliorations et basculer d’une configuration à l’autre pour comparer vos deux modèles.

Documents

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