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1 ACTIVITE ITEC TP2 Durée : 2H Centre d intérêt : COMPORTEMENT D UNE PIECE AUBE D UN MIRAGE 2000 BA133 COMPETENCES TERMINALES ATTENDUES NIVEAU D ACQUISITION * * Rendre compte de son travail par écrit. Moyens pour réaliser l activité Logiciel d étude INVENTOR 2012 Accès à Internet Documents : Sujet Projet Dossier technique - Document réponse. F.THIRION/R.MILLET 1/16

2 Objectif de l activité : Dans une démarche de vérfication de performances, nous envisageons de déterminer les déformations et la resistance d une pale de compresseur haute pression à bord d un Mirage 2000 de l armée de l air Française. Imaginer une solution, répondre à un besoin : I) PRESENTATION DE LA PIECE DANS SON ENVIRONNEMENT Plus précisément : F.THIRION/R.MILLET 2/16

3 Une partie des informations du dossier technique : Vous trouverez d autres informations sur le site I) ETUDE DU CAHIER DES CHARGES FONCTIONNELLES DE LA PALE Recherchez dans les informations précédentes : F.THIRION/R.MILLET 3/16

4 a) Condition de température de fonctionnement : b) Nature du Matériaux : c) Condition de pression : d) Vitesse de rotation : II) Utilisation du modèle numérique, maillage du volume et des surfaces Vous allez utiliser le module d analyse de contrainte d INVENTOR Ouvrir l aube numérisée : Dans l onglet Renseignez ici la Matière de la pièce trouvée précédemment a) Relevez la masse b) Ainsi que les caractéristiques du centre de gravité F.THIRION/R.MILLET 4/16

5 Ouvrir Dans l onglet Environnements L Analyse des contraintes Puis dans le bandeau cliquez sur : Nommez la simulation : Simulation en Pression Choisir Analyse statique : Vérifiez que la matière est bien renseignée Dans l onglet Préparer sélectionnez la vu du maillage F.THIRION/R.MILLET 5/16

6 Ouvrir les paramètres du maillage Repérer le nombre de Nœuds Ainsi que le nombre d éléments. Mettre à jour la Maille a) Déterminez le nouveau nombre de nœud et d éléments b) Que constatez-vous sur le maillage de la pièce. c) Quelle est à votre avis l intérêt d avoir un maillage fin et quel est l inconvénient majeur? III) Déformation dû à la Pression. 1) Première étape : Placer la contrainte fixe : Définir la surface de l aube bloquée : Dans l arborescence s ajoute le support fixe : F.THIRION/R.MILLET 6/16

7 2) Deuxième étape : placer la charge de pression Choisir Pression Cherchez en fonction du cahier des charges la valeur de la pression exercée sur l air. Attention aux unités? Bars? Bars Nombres d étages dans le compresseur basse pression? Pression relative entre deux étages? Sélectionnez la partie De l aube «subissant» La pression 3) Troisième étape : lancer la simulation Exécuter F.THIRION/R.MILLET 7/16

8 Puis recherchez dans les résultats : a) Donnez la valeur du déplacement Maximum b) ainsi que le Facteur de sécurité Minimum b) De même déterminez le déplacement maxi suivant l axe z. F.THIRION/R.MILLET 8/16

9 Pour visualiser la pièce soumise à cette contrainte de pression : Cliquez sur Animer : IV) Déformation dû à l inertie de la pièce. Pour exercer une pression sur l air l aube du compresseur tourne à une certaine vitesse, cette vitesse de rotation entraîne une déformation de la pièce étudiée. Nous allons mettre en évidence cette déformation. F centrifuge a) Créer une nouvelle simulation dans l analyse de contrainte : F.THIRION/R.MILLET 9/16

10 b) Définissez la matière si besoin : c) Définissez le support fixe : d) Définissez une charge sur le corps : Utilisez l axe de rotation créé à Cet effet. Ainsi que le sens de rotation de l aube Et sa vitesse de rotation. Nous supposerons le mouvement Uniforme (Pas d accélération). (hypothèse simplificatrice!) 220 F.THIRION/R.MILLET 10/16

11 Une fois les paramètres de simulation renseignés nous allons effectuer la simulation : e) Simulez l analyse de contraintes Cliquez sur f) Exploitez les résultats : 1) Donnez la valeur du déplacement Maximum 2) ainsi que le Facteur de sécurité Minimum F.THIRION/R.MILLET 11/16

12 3) De même déterminez le déplacement maxi suivant l axe z. g) Animez l analyse de contraintes V) Déformations dues aux sollicitations composées de la pression et de la rotation. Nous allons créer une nouvelle simulation pour évaluer la déformation et la résistance de l aube pendant don fonctionnement en tenant compte de la pression exercée mais également des effets de la force centrifuge. a) Créer une nouvelle simulation dans l analyse de contrainte : Nommez cette simulation : Pression et rotation Rappel : passage de 1 à 3 Bars sur 6 étages avec une vitesse de rotation de Tr/min. b) Positionnez le support fixe, la contrainte de Pression et la charge sur le corps. si besoin renseignez la Matière. 220 F.THIRION/R.MILLET 12/16

13 c) Lancez la simulation et consultez les résultats : Facteur de sécurité et déplacement suivant l axe z : Donnez la valeur du Facteur de sécurité et l allongement maximum suivant z d) Conclusion de cette étude de sollicitation composée : Le Facteur de sécurité est de. en conséquence le matériaux ou la géométrie de la pale n est pas.. et ne permet pas de répondre au. des VI) Modification de la matière choisie pour effectuer la simulation a) Chercher sur CES Edupack niveau 3 en Anglais, le TA6V4 Et relever les caractéristiques Mécaniques et générales : F.THIRION/R.MILLET 13/16

14 Ouvrir le style du Titane En choisissant le Titane F.THIRION/R.MILLET 14/16

15 b) Créer un nouveau style de matière : Le TiA6V4 et apportez les modifications de CES 2011 c) Assignez le TA6V4 à l aube. d) Relancez l analyse des contraintes : F.THIRION/R.MILLET 15/16

16 Conclusion sur l aptitude de l aube à résister aux sollicitations :.. e) Editer un rapport d analyse de contrainte : Et enfin : Fin de l Activité 2 F.THIRION/R.MILLET 16/16

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