Constantin Brâncuşi University of Târgu Jiu ENGINEERING FACULTY SCIENTIFIC CONFERENCE 13 th edition with international participation November 07-08, 008 Târgu Jiu MODELISATION ET SIMULATION DES SYSTEMES MECANIQUES ing. M. Catrina Ş.L. dr.eng. P. PAP Politehnica University of Timişoara, Mechanical Faculty, Department of Mechanical Machine, Tehnology and Transportation Av. M. Viteazu 1, Timişoara RO, Tel.:(+40)056 40377 E-mail:pap_p@yahoo.com; dungan@xnet.ro Résumée : Cet article étudie le comportement en exploitation du mécanisme de protection contre le choc entre voies ferroviaires. Cet étude je l avais fait utilisant l ordinateur et en particulièrement le logiciel CATIA V5 R11 les parties : Part Design, Assembley Design, Generative Analysis et Simulation. Grace a tout ca j`ai conçu le mécanisme entier en format 3D, écale 1 :1, et après ca j`ai réussi de faire une simulation d application d une force de pression de 8000 kn, force qui peut existe dans les moments de freinage de trains dans ce mécanisme. Key words: the high speed goods train, braking, the dynamics longitudinal forces. 1. Notions générales Dans l activité de conception, réalisation et surtout exploitation des systèmes mécaniques simples ou complexe, les modélisations et simulation représente un très important paramètre qui ne donne beaucoup de informations liés de notre produit qu` on devrait conçu. L utilisation avec maximum d efficience de cet instrument d analyse, est base sur l obligation de totalement comprendre ses mécanismes, ses avantages et possibles erreurs et surtout l analyse de tous les paramètres qui peut conduire a échec ou plein succès. Avec la technique de calcul qui existe aujourd hui dans toutes les bureaux d études et de conception, technique qui est fondée par les logiciels très avances comme : Catia V3,V4,V5 R 10, 11, Inventor5,7; ProEngeneering, Ansys, destinée au conception, et simulation ( statique et dynamique) des systèmes mécaniques on peut réaliser des produites dans toutes les branches d industrie, donc le ferroviaire aussi. La modélisation et simulation des systèmes mécaniques assistés par l ordinateur présente donc une série d avantages comme : Interactivité homme ordinateur utilisant le logiciel et donc faisant le travaille effectif. Variation très large aux niveau valeurs variables, car on bénéficie des erreurs très petites. La possibilité de génération d` équation avec un numéro très grand de variables. Possibilités grandes (infinités) de réalisations des simulations et modèles. Paramétrage de système entier et donc une correction très facile, rapide et instant de la simulation. La possibilité de visualisation en format 3 D pour le modèle mécanique conçu et étudié. Toute la nécessité pour la modélisation et simulation assistée par l ordinateur en qui concerne les repères de matériel roulant de chemin de fer, vient de la complexité très grande, et donc avec une minimum d effort financière on peut obtenir maximum des information lié de notre produit ou système mécanique. 81
. Les principes de la modélisation et simulations des systèmes mécaniques Chaque système mécanique est défini par ses components et les relations directes entre elle, comme en même tempe par le numéro de variables qui ne donne l état de système dans un moment de tempe choisi. Avec les information obtenus donc par cette analyse indirectement on peut évaluer les performances de système mécanique, la sensibilité et son comportement quand il et influencé d une source extérieure. Dans toutes les cases s utilise un modèle symbolique de la système mécanique, modèle qui représente en fête un système variables algébriques ou différentiels ; en même temps si on pense à l` évolution en temps, cette modèle peut être statique ou dynamique. Les logiciels énumèrés dans le point 1.1 ont la possibilité de faire tout ça. C est à dire de préciser les ipoteses du système mécanique, de conçoir étape par étape le modèle matematique et à la fin de faire la simulation de tout ça. Donc l étape plus important est la l activité de concevoir le modèle mécanique. On va utiliser comme exemple l analyse de simulation de système mécanique utilisé pour protection contre le choc entre voies, ou véhicules ferroviaire. Cette système mécanique est une de système qui est affecté par l influence des force dynamique longitudinales crées dans un train, et en particulier entre voies, quand le train freine. 3. Analyse de simulation de systeme mecanique pour protection contre le choc entre vehicule ferroviaires. Conceiver le model mécanique. On va utilise pour ça le logiciel CATIA V5 R 11. Figure 1. Conception de modele mecanique Comme on peut observe dans cette figure 1 le paramétrage, application de contrent, peut être faire dans toutes le moments, même quand le modèle mécaniques et conçu. 8
Figure. L`organization et stockage des parametres Figure 3. Utilisation de la function coupe 3 D L activité de concevoir et lié d une activité d organisation et de stockage de paramètres qui se présente comme un arbre ou on peut voir et utiliser chaque étape et opération effectuée. On peut donc, par la visualisation 3 D de modèle mécanique, correcter les erreurs et nous vérifier après utilisant l opération «coupe» comme on peut regarder dans la figure suivante. 4. Simulation effective de différents repères de matérielle roulent de chemin de fer. Représente l opération finale où a la fin d` elle on peut obtenir d information concernant le développement du nouveau repère et matérielle roulant de chemin de fer. On peut la simulation réaliser par différentes méthodes comme : Type de solicitations Lieu d application Direction, grandeur, et contrent de mécanisme. 83
Les imagines on dessus présentent la forme de présentation de l information dans le cadre d une simulation d application une force de 8000 kn sur le première components qui fait parti d une ressort spécial intégré dans une mécanisme pour protection contre le choc,ou les forces dynamiques longitudinale actionnés. Pour faire ça on va calculer les ressort spécial au résistance, et voici le résultat : À la cause de la sollicitation les efforts unitaires vont être : Component exterior : 998 0,6 σ 1 = = 63kg 9,6 Component intérieur : 113456 0,55 9,04 ' i = = Capacité maxime de travaille mécanique : σ 690kg σ at 10.000 Lmax = K V = 0,9 4070 = 174.158kg 6 E,15 10 Travail mécanique qui est dissipé par friction : = 0,74 174.158kg L p Cette tipes de ressort, ont les dimensionnes usuels suivantes : D 1 D i S a e b e a i b i h r t 1 f o sans friction avec friction = 0,16 489 48,5 51 4,5 13 1 9,5 78 3 9 113 7,9 14.000 199.800 Figure 4. Le première et la deuxième components de ressort spécial 84
Figure 5. Le début de la simulation ou on appliqué tout les contrent Figure 6. La repartition sur les truis directions d`efforts 85
Avec les méthodes présentés et dans le contexte de l intégration de la Roumanie en U.E., on peut développer, essayer avec des efforts financière minime de matérielle roulent de chemin de fer classique et repères capables utiliser en plein sécurité a vitesses plus grandes de 00 Km/h. 5. Conclusions : A la fin de simulation je trouve une troisième direction de répartition d efforts (en plus que les directions habitué normale et tangentielle). La force résultante dans ces conditionnes donne un moment «Mi» qui est responsable avec les erreurs donnent de mécanisme avant de cette simulation. Donc, grâce à cette résultat donné de simulation, avec des erreurs inclus négligée, on a la possibilité d` intervenir et de remédier l` erreur du mécanisme et de réduire les effets crées en mécanisme par le «Mi» utilisant comme solution fiable une ressort élastique hélicoïdal dans l intérieur de ressort composé des components circulaires. La solution a été d effet et elle est aujourd hui appliquée sur différentes véhicules ferroviaires, comme solution de réduise les coûts d entretiens de ces mécanismes. Bibliography [1] Pap P.: Dinamica remorcării trenurilor pe calea ferată. Editura Eurostampa, Timişoara, 1999 [] Dungan M.: Construcţia şi exploatarea vagoanelor, Editura IPTVT, Timişoara, 1987 [3] *** Autodesk Catia V5 R11: Manuel d instruction pour les partie Part Design,Assembley, Design, Analysis Generative et Simulation. 86