Hypothèses générales
Dans le cadre de cette étude, on se propose d'analyser le comportement de certains éléments constitutifs de la structure de l'ensemble « treuil », sous charges extrêmes. Pour ce cas de charge, l'action mécanique appliquée sur le treuil (5) est modélisée par le torseur suivant :
On néglige l'action mécanique de la pesanteur sur tous les éléments constitutifs de l'ensemble « treuil », devant les autres actions mécaniques mise en jeu.
Toutes les liaisons définies précédemment sont considérées comme des liaisons parfaites.
Tous les éléments constitutifs de la structure supportant le treuil sont réalisés dans un acier faiblement allié 34 Ni Cr Mo 6, dont les caractéristiques sont les suivantes :
matériau élastique et isotrope,
module de YOUNG : E=210 Gpa,
limite apparent d'élasticité : Re= 1000 MPa.
Pour tous les dimensionnements concernant l'ensemble « treuil », on adoptera un coefficient de sécurité s=9.
On modélise la potence (2) par une poutre, constituée de deux segments de droite [AC] et [CD] perpendiculaires.
On suppose que la section droite n'évolue pas le long de (ACD) et est circulaire creuse. Ses dimensions sont données sur la figure ci-dessous. On ne considère pas la section droite comme un profil à paroi mince.
La solution technique qui réalise la liaison pivot entre la potence (2) et le support fixe (1) peut être décomposée par :
une liaison sphérique de centre B,
une liaison sphère cylindre de centre A et de direction
.
Lors d'un hélitreuillage, on montre que les actions mécaniques extérieures qui s'exercent sur la potence (2) sont :
l'action mécanique exercée par le treuil (5),
les actions mécaniques transmissibles au travers de la liaison sphérique de centre B, exercées par le support (1),
les actions mécaniques transmissibles au travers de la liaison sphère cylindre de centre A, exercées par le support (1).
Analyse informatique
A partir du module Ossature du logiciel RdM Le Mans 6.15, ouvrez le fichier potence hélico.por. L'ensemble du modèle est déjà réalisé (structure, matériau, liaisons, chargement), vous n'avez plus qu'à lancer le calcul et à dépouiller les résultats pour le cas de charge n°1 à partir du questionnaire ci-dessous.
Question
Étude du tronçon CD
Définissez le type de sollicitation présente au sein de ce tronçon.
Visualisez la contrainte normale dans une section droite, décrire le type de répartition de contrainte, est-ce cohérent avec la sollicitation définie ci-dessus.
Visualisez la contrainte tangentielle (appelée cisaillement) dans une section droite, décrire le type de répartition de contrainte, est-ce cohérent avec la sollicitation définie ci-dessus.
On désire supprimer l'effet de l'effort tranchant sur la contrainte tangentielle, pour cela, il faut supprimer l'effort du treuil (-1360 N), il faut pour cela relancer le calcul et étudier les résultats du Cas de charge n°2. Définir le nouveau type de sollicitation, définir le type de répartition de contrainte tangentielle, en déduire une relation plausible entre la contrainte tangentielle dans le cadre de cette sollicitation et le rayon de la poutre.
Remettre l'effort du treuil pour la suite de l'exercice en relançant le calcul et en affichant les résultats du cas de charge n°1.
Question
Étude du tronçon CB
Définissez le type de sollicitation présente au sein de ce tronçon.
Visualisez la contrainte normale dans une section droite, décrire le type de répartition de contrainte, est-ce cohérent avec la sollicitation définie ci-dessus.
Expliquez l'inclinaison du gradient de contrainte normale au sein de la poutre et la position de l'axe neutre.
Question
Étude du tronçon AB
Définissez le type de sollicitation présente au sein de ce tronçon.
Visualisez la contrainte normale dans une section droite, décrire le type de répartition de contrainte, est-ce cohérent avec la sollicitation définie ci-dessus.
Expliquez l'inclinaison du gradient de contrainte normale au sein de la poutre et la position de l'axe neutre.
Question
Vérification de le résistance de la potence
En utilisant la "contrainte équivalente de Von Mises", vérifiez que les contraintes dans les différentes sections droites restent inférieures à la limite pratique élastique Rpe .
