IUT ALENCON GMP2 SCIENCES DES MATRIAUX M318 Connaissance et choix des matriaux pour un dveloppement durablespcificit dveloppement durable et co-conception SDM GMP2 M318 Programme SDM GMP version aot 2005 modifie M318 Connaissance et choix des matriaux pour un dveloppement durableSDM GMP2 M318 Sommaire Choix des matriaux Stratgie du choix des matriaux Indices des performance Exemple simple Diagramme d'Ashby Exemple un peu plus compliqu Paramtre co-matriaux Logiciel CES 2009 Eco-matriaux Rglements : rappel Matriaux naturels Matriaux renouvelables et recyclables Matriaux haute-performances Cycle de vie Choix des matriaux pour un rservoir sous pression SDM GMP2 M318 Organisation TD:9h (5S) TP: 4.5h (1S) 1 DSSDM GMP2 M318 CHOIX des Matriaux SDM GMP2 M318 Rappel Rigidit : E Ductilit : Ar Rsistance la traction : Rm Tnacit : K 4 Proprits Fondamentales Mcaniques Autres proprits Mcaniques Limite d'lasticit : Re Duret : H Rsistance la rupture : Rr SDM GMP2 M318 Stratgie du choix des matriaux SDM GMP2 M318 Cahier de charge Directement Temprature de service Rsistivits lectrique et/ou thermiqueIndirectement Par trouver un compromis entre diffrentes possibilits Indices de performance FonctionQue fait le composant ObjectifQue faut-il maximiser ou minimiser? ContraintesQuelles sont les conditions considrer? Quelles sont les paramtres libres? SDM GMP2 M318 Indices de performance Une combinaison de proprits caractrisant la performance dun matriau pour une application donne. Trois types de spcifications dans une conception exigences fonctionnelles :F gomtrie : G proprits du matriau :M La performance cherche ( ) M G F f p , , = ) ( ) ( ) ( 3 2 1 M f G f F f =Si les trois groupes de paramtres sont indpendants p : masse; cot; volume; dure de vie SDM GMP2 M318 Exemple 1 Minimisation de la masse dun barreau lger L F F Section S V m =volume densit Sl =FonctionBarre ObjectifMinimiser le poids ContraintesLongueur l donne Supporter une charge F sans endommagement e RSFsavec le paramtre libre : S |.|

\| >e Rl F m|.|

\| =e Rl F) ( ) (Indice de performance e RM=SDM GMP2 M318 Exemples dindices de performance SDM GMP2 M318 Diagramme d'Ashby e RM=( ) ( ) ( ) M Re log log log + = Les matriaux sur la mme ligne ont la mme performance SDM GMP2 M318 max S SsSFRe= = omax SRFes e RFS=e RSFsmaxContrainte du paramtre "libre" Re=200MPa Autres limites possiblesmMg3/ 5 s =5Mg/m2 SDM GMP2 M318 Autres diagrammes d'Ashby SDM GMP2 M318 SDM GMP2 M318 SDM GMP2 M318 SDM GMP2 M318 SDM GMP2 M318 SDM GMP2 M318

SDM GMP2 M318 Exemple 2 Panneau de carrosserie Optimisation de la masse en cas de la flexion lastique o F l p e 33EpeF Cl= oC : constante qui dpend de la faon dont le panneau est maintenu E : module de Young F : force applique p, l, e : dimensions du panneau, p et l sont fixs (imposs par le plan) V m = masse La p l e = Paramtre libre : e 313((

=o EpF Clep lEpF Clm ((

=313o( )|.|

\| |.|

\|=3 / 12 63 / 1Ep ClF oexigences fonctionnelles gomtrieproprits du matriau Indice de performance 31EM =SDM GMP2 M318 La flexion avec la dformation plastique ,2eRlCpeF Si >Montrez que l'indice de performance est 21eRM =Panneau de carrosserie Optimisation de la masse en cas de la flexion plastique SDM GMP2 M318 La flexion avec la dformation plastique ,2eRlCpeF Si > ,2eRlCpeF = ==>Dans le domaine plastique! p lCpRlFme ((

=21( )||.|

\|||.|

\| =2 / 12 / 12132eRCp lF21((

=eCpRlFeIndice de performance 21eRM =V m = masse La exigences fonctionnelles gomtrieproprits du matriau