Les roues sont utilisées à plusieurs fins:

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«ON NE RÉINVENTE PAS LA ROUE!»

Étude des facteurs pouvant influencer la résistance d’une roue aux vitesses extrêmes

MTH6301

résistance d’une roue aux vitesses extrêmes et aux lourdes charges

Par

Hanna Taleb

Les roues sont utilisées à plusieurs fins :

Nous y avons accès encore plus souvent qu’on le pense:

En voiture, en vélo,en patins à roues alignés, en moto, en camion, en moto, en camion, en métro, en autobus, en chaise roulante, dans les chariots, en utilisant des

charrettes, la grande roue, la roulette…

Notre étude va se restreindre aux roues de moto.

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1.La composition d’une roue :

Une roue est constituée de : 1. La jante (La roue elle-même).

2. Le moyeu, par lequel passe l'axe de roue.

3. Les éléments d'assemblage.

4. Le pneu.

On ne va s’intéresser qu’à la jante et au pneu.

2. La jante :

• Son rôle : Supporter le pneu.

• Sa composition (F1, 2 modalités):

Lors de son invention, elle était en bois.

Aujourd’hui, on la retrouve soit:

-En acier -En acier

ou

-En alliage léger (aluminium, magnésium…).

• Formats de la carapace de la jante (F2, 2 modalités):

-À rayons:(Comme dans un vélo)

-Avec les composites: Elles sont réalisées par assemblage de divers éléments boulonnées.

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3.Le pneu (1) :

• Sa composition:

Il est fait de : Caoutchouc naturel et / ou de synthèse, de silice, de noir de carbone et de souffre.

• Son rôle: Le pneu est le seul élément qui relie le

• Son rôle: Le pneu est le seul élément qui relie le véhicule au sol. C’est pour cela qu’il doit :

-Supporter la charge (le poids du véhicule+ son chargement).

-Résister, accrocher et supporter les hautes ou basses vitesses.

-Savoir se déformer pour une adhérer parfaitement au sol dans toutes les circonstances.

Ø Dans cette étude, l’intérêt sera porté sur les deux premiers objectifs seulement

3. Le pneu (2):

• Ses structures (F3, 2modalités) : - La diagonale:

Le pneu est constitué de plusieurs "nappes" croisées les unes par rapport aux autres.

- La radiale:

Le pneu est composé d'une nappe dont la structure est

perpendiculaire à la bande de roulement. Elle est chevauchée par une perpendiculaire à la bande de roulement. Elle est chevauchée par une série de nappes croisées à 90° les unes par rapport aux autres.

• Les types de pneumatiques (F4, 2modalités) : - À chambre à air:

La chambre à air est contenue dans l'enveloppe du pneumatique.

L'air sous pression y est introduit par la valve qui fait partie de la chambre à air.

-Sans chambre à air: (TUBELESS)

Il est né de l’évolution du pneu avec chambre à air. Dans ce cas, il y a un parfait contact entre la lèvre du pneu et le bord interne de la jante.

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3.Le pneu (3):

• Sa construction en deux volets :

Ø La construction avant la vulcanisation:

-On prépare la structure choisit (section précédente : 2 possibilités).

-On enroule la structure.

-On enroule la bande de roulement.

-Le pneu est prêt à être vulcanisé.

Ø La vulcanisation:

-Souder entre eux les matériaux.

-Transformer la gomme en un matériau élastique.

-Insérer l’air (dans un pneu avec chambre à air ou sans).

-Incruster dans le pneu les rainures.

4.Le schéma de récapitulation :

PROCÉDÉS MULTIPLES Fabrication de la JANTE:

1.Composition:

2 possibilités 2.Formation de Input:

Multiple Matériaux

Output:

La roue prête à être testée

Fabrication du PNEU:

1.Pré-vulcanisation:

2 manières

de préparer la structure.

2. Vulcanisation:

Avec ou sans Chambre à air

Assemblage du PNEU

et

de la JANTE 2.Formation de

sa carapace:2p.

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5. Notre objectif final:

Ø Déterminer lesquels des procédés compris dans la fabrication d’une roue sont susceptibles

la fabrication d’une roue sont susceptibles

d’influencer son niveau de résistance aux basses et aux hautes vitesses et sa capacité de support de charges élevées.

5.1 Variables d’entrées

• F1: L’étape de composition de la jante. Facteur variant à 2 modalités.

• F2: L’étape de formation de la carapace de la jante.

Facteur variant à 2 modalités aussi.

• F3 : La préparation de la structure de la jante durant la pré vulcanisation. Facteur variant à 2 modalités.

• F4: Le genre de pneumatique (avec ou sans

chambre à air) utilisé lors de l’étape d’insertion d’air dans le pneu durant la vulcanisation. Facteur variant à 2 modalités

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5.2 Variables de sortie:

Elles sont mesurées grâce à des tests effectués à la suite de la confection de la roue.

Y : La résistance de la roue aux hautes vitesses.

Elle est exprimée en terme de la vitesse maximale (km/h) atteinte par la roue avant qu’elle ne devienne inutilisable.

(km/h) atteinte par la roue avant qu’elle ne devienne inutilisable.

Z : La capacité de la roue de supporter des charges élevées.

Elle est exprimée en terme de la charge maximale (kg) supportée par la roue avant qu’elle ne devienne

inutilisable.

6.LES PLANS D’ESSAIS :

En premier lieu, nous allons établir deux plans différent:

•

Un plan complet 2

⁴

.

•

Un plan complet 2 .

•

Un plan fractionnaire 2

^4-1

.

Plus tard, on décidera lequel sera

gardé.

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Plan No1(1)

Design: 2**(4-0) design

essai# F1 F2 F3 F4 Y Z

3 -1 1 -1 -1 Y3 Z1

4 1 1 -1 -1 Y4 Z4

12 1 1 -1 1 Y12 Z12

11 -1 1 -1 1 Y11 Z11

9 -1 -1 -1 1 Y9 Z9

2 1 -1 -1 -1 Y2 Z2

5 -1 -1 1 -1 Y5 Z5

14 1 -1 1 1 Y14 Z14

15 -1 1 1 1 Y15 Z15

10 1 -1 -1 1 Y10 Z10

13 -1 -1 1 1 Y13 Z13

7 -1 1 1 -1 Y7 Z7

6 1 -1 1 -1 Y6 Z6

16 1 1 1 1 Y16 Z16

8 1 1 1 -1 Y8 Z8

1 -1 -1 -1 -1 Y1 Z1

Plan No1(2)

¡ Avantages:

Ø Il tient compte de tous les facteurs concernés.

Ø C’est le plan le plus utilisé en pratique, donc il devrait être fiable.

devrait être fiable.

¡ Inconvénient :

Ø Le nombre d’essais reste important même s’il n’est pas énorme.

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Plan No2 (1)

Design: 2**(4-1) design

Essai# F1 F2 F3 F4 Y (km/h) Z (Kg)

1 -1 -1 -1 -1 Y1 Z1

6 1 -1 1 -1 Y6 Z6

3 -1 1 -1 1 Y3 Z3

2 1 -1 -1 1 Y2 Z2

8 1 1 1 1 Y8 Z8

4 1 1 -1 -1 Y4 Z4

5 -1 -1 1 1 Y5 Z5

7 -1 1 1 -1 Y7 Z7

Plan No2 (2)

¡ Avantage: Il ne nécessite que 8 essais.

Ø La moitié du nombre d’essais du premier plan.

Ø 50% d’économie de temps et d’argent au niveau des processus de fabrication et des tests effectués pour processus de fabrication et des tests effectués pour mesurer les variables de sorties.

¡ Inconvénient: Il suppose que l’un des effets principaux est confondu avec un effet triple.

Ø Risque à prendre?

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Conclusion

¡ Étant données les circonstances, le fait de confondre l’un de nos quatre facteurs avec un effet triple ne semble pas présenter un danger au niveau de l’interprétation de nos résultats.

l’interprétation de nos résultats.

¡ Pour ce, notre choix de plan expérimental s’arrêtera sur le plan fractionnaire 2 ^4-1 (à 8 essais).

FIN

Ø Ainsi se termine ma présentation.

Ø J’espère que vous avez apprécié et appris quelque chose sur l’une des inventions les plus utiles de notre époque.

époque.

Ø N.B:

Étant donné l’intervalle de temps, certains aspects de fabrication n’ont pas été considérés dans cette

présentation pour des fins de clarté et de simplicité.

Toutefois, la pertinence des plans expérimentaux ne devrait pas en être influencée.