La méthodologie de conception machine révèle une avancée surprenante dans les essais de fatigue en flexion plane. En intégrant un moteur pas à pas pour éliminer les vibrations, cette recherche propose une solution innovante et compacte, essentielle pour optimiser les tests sur plusieurs éprouvettes simultanément.
École Nationale Polytechnique
Département de Génie Mécanique
Diplôme d’Ingénieur d’État en Génie Mécanique
Mémoire de Projet de Fin d’Études
Étude et Conception d’une Machine Automatisée et Compacte pour des Essais de Fatigue en Flexion Plane
Bouarada Aymen Seif Eddine
Supervisé par: M. Yacine Belkacemi M.C.A & M. Brahim Guergueb M.A.A
2020-2021
Composition du jury
Président | M. Djamel Saidi | MCB | ENP |
Promoteur | M. Yacine Belkacemi | MCA | ENP |
Promoteur | M. Brahim Guergueb | MAA | ENP |
Examinateur | M. Mohamed Latreche | MAA | ENP |
Abstract:
This project aims to design of an automated machine for plane fatigue bending tests. This machine is built around a stepper motor. We developed a design by choosing the best solution respecting our specifications. The machine must be as quiet as possible by eliminating vibrations and compact in size. It allows plane bending fatigue tests to be carried out on several specimens using two parallel ramps.
Keywords : design, fatigue, automated, vibration
Résumé :
Ce projet a pour but la conception d’une machine automatisée d’essais de fatigue par flexion plane. Cette machine est construite autour d’un moteur pas à pas. On a développé une conception en choisissant la meilleure solution respectant notre cahier de charge. La machine doit être la moins bruyante possible en éliminant les vibrations et de dimension compacte.
Elle permet de réaliser des essais de fatigue en flexion plane sur plusieurs éprouvettes grâce à deux rampes parallèles.
Mots clés : conception, fatigue, automatisée, vibration
Introduction générale
De nombreuses pièces mécaniques, par leur nature et leur fonction, sont soumis à des différentes types de sollicitations (traction, compression, torsion, flexion…etc.), ces sollicitations-là peuvent être statiques ou dynamiques (répétés). Dans la pratique, les systèmes de la première catégorie ont une durée de vie beaucoup plus longue et leur dimensionnement est basé sur des critères de résistance ou sur la rigidité. Par contre un chargement dynamique peut se traduire par des variations cycliques de contraintes appelées phénomène de fatigue.
L’expérience montre que, si l’amplitude et le nombre de sollicitations périodiques sont suffisants, il en résulte une fissuration progressive puis une rupture par fatigue.
La fatigue touche pas mal de domaines ce n’est pas juste les pièces mécaniques, par exemple on a souvent la rupture des pièces prothétiques dentaires, d’où la nécessité de reproduire ce mode de sollicitation au laboratoire [1].
Avec l’évolution de l’informatique plusieurs outils numériques ou des logiciels sont adaptés pour mieux comprends ce phénomène-là dans un premier temps, il faut faire la conception du mécanisme désiré avec les logiciels de conception (CAO) comme (SolidWorks), après on simule notre cas, en appliquant les conditions limites qui convient à notre problème en utilisant des logiciels de simulation comme (SolidWorks ou bien ANSYS si on veut pour des meilleurs résultats).
Le but de ce projet de fin d’étude est de concevoir une machine automatisée de test de fatigue en flexion plane, adapté par rapport au machine déjà réalisé au département en vue de diminution le maximum possible les vibrations et le bruit.
Ce mémoire est composé de trois chapitres :
Chapitre 1 introduire le phénomène de fatigue, les facteurs l’influençant ainsi que les solutions technologiques et normes y afférentes. Précisons que ce chapitre a pour but de définir les différents éléments qui apporteront à notre machine fiabilité, économie et conformité avec les normes en vigueur.
Le Chapitre 2 traite de l’analyse fonctionnelle de toutes les caractéristiques principales de la machine et les conditions d’exploitation à satisfaire et introduire les différentes solutions et systèmes obtenues pour cette machine. Finalement une solution finale sera retenue, le choix en question se fera sur une base technico- économique.
Dans le dernier chapitre, après avoir fixé la solution finale, on fait la conception de la machine, en parallèle avec le calcul de dimensionnement et de validation du modèle proposé et la modélisation géométrique du produit sur (SolidWorks).
Le mémoire comprend des annexes consacrées notamment au protocole d’essai et le guide de montage de la machine.
Questions Fréquemment Posées
Quelle est la méthodologie de conception pour une machine automatisée?
La méthodologie de conception inclut l’analyse fonctionnelle, le dimensionnement et la validation du modèle proposé avec des logiciels de CAO.
Comment la machine automatisée réduit-elle les vibrations?
La machine est construite autour d’un moteur pas à pas, ce qui permet d’éliminer les vibrations et de rendre la machine aussi silencieuse que possible.
Quels types d’essais la machine permet-elle de réaliser?
La machine permet de réaliser des essais de fatigue en flexion plane sur plusieurs éprouvettes grâce à deux rampes parallèles.