Optimisation de la
géométrie d’un longboard
Fanny Canet MTH6301
Mr Bernard Clément, PhD
Objectif de l’expérience
n Concevoir un longboard, léger, résistant et flexible en Nida en utilisant la conception assistée par ordinateur
Nida
Description du processus
n Choix des matériaux pour l’âme
n Choix des matériaux pour la peau
n Choix des épaisseurs d et t
b
n Choix des épaisseurs d et t t
n Utilisation du module de calcul par éléments finis de Catia V5
n Optimisation du poids, de la résistance élastique et de la flexion
d
Facteurs du plan
n Matériaux de l’âme
n Épaisseur de l’âme
n Matériaux des peaux
n Épaisseur de peaux
n Épaisseur de peaux
n Taille des éléments finis
Variable de réponses et objectifs
n Deflexion obtenue par simulation sur Catia:
comprise entre 0,5 et 1,5 mm pour une masse d’un longboardeur de 80kg
n Contraintes principales obtenues par simulation sur Catia: the lower is the better, mais obligatoirement en Catia: the lower is the better, mais obligatoirement en dessous la contrainte admissible du matériau.
n Masse calcul exact sur Catia: the lower is the better
n Variable non contrôlée mesurée: erreur des calculs par éléments finis
Valeurs max et min
n Matériaux de l’âme:
n Nida aluminium
n Nida papier
n Épaisseur de l’âme: de 1cm à 2cm
n Épaisseur de l’âme: de 1cm à 2cm
n Matériaux des peaux
n Fibre de carbone unidirectionnelle/époxy
n Fibre de verre unidirectionnelle/époxy n Épaisseur des peaux: de 0.5mm à 2mm
Modalités des facteurs qualitatifs
n Matériaux de l’âme: 2 modalités: -1 et +1
n Matériaux de la peau: 2 modalités: -1 et +1
n Épaisseur des peaux: valeurs extrêmes et centrées: -1, 0 et +1
Épaisseur des peaux: valeurs extrêmes et centrées: -1, 0 et +1
n Épaisseur de l’âme: valeurs extrêmes et centrées: -1, 0 et +1
n Plan à 4 facteurs: 2 à 2 modalités, et 2 à 3 modalités, 3 variables de sorties.
Choix du plan
n Plan complet: 2^2 *3^2 = 36
n 4 essais préalables pour optimiser la taille du maillage et pour l'erreur expérimentale
n Total de 40 essais
n Total de 40 essais
n Éventuellement plusieurs tests en affinant le maillage
n Si trop long, on omet, dans un premier temps, les essais au centre: 2^4=16 essais +4 = 20 essais
Attention aux temps de calculs
Extrait du travail sur Catia
CAO
Maillage
Translation aux noeuds
n Translation souhaitée entre 0.5 et 1.5 mm
1,2 mm
Contraintes de Von Mises
n La contrainte maximale doit être inférieure aux contraintes admissible du matériau
σ max:1.5e8 Pa σ adm: 2.6e6 Pa Valeur trop élevée Valeur trop élevée
Reproductibilité
n Méthode reproductible pour de nombreuses conceptions de pièces à l'aide de Catia
n Possibilité de plans fractionnaires en cas de pièces complexes demandant un maillage pièces complexes demandant un maillage plus précis et donc des calculs plus longs
