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TP 1 : STATIQUE ET SIMULATION SOLIDWORKS

Objectif principal du TP:

Vérifier la résistance du nouveau SAMSUNG GALAXY S8 ( une version simplifiée)

Ainsi on souhaite savoir si aujourd'hui un smartphone disposant des meilleures technologies possibles peut être résistant aux efforts appliqués.Voici un petit rappel des caractéristiques techniques du SAMSUNG GALAXY S8.Le SAMSUNG GALAXY S8 sera disponible dès le 28 avril 2017 au prix de 809 euros.

L’image se trouvant à gauche représente

une jante de voiture qui a subit

une déformation . En effet des forces

ont été appliqué sur la jante afin d’observer

les zones de surcontraintes….

Voici la fiche technique détaillée du samsung galaxy S8

les objectifs " détaillés " du tp : ( à lire )

• Travailler certains points du cours " comportement mécanique des systèmes " • Modéliser le SAMSUNG GALAXY S8 simplifié en respectant le CDC• Réaliser une simulation du SAMSUNG GALAXY S8 sur SOLIDWORKS

afin de connaitre la résistance en flexion• Interpréter les résultats de la simulation sur SOLIDWORKS.• Réaliser quelques exercices de STATIQUE

VOTRE TRAVAIL :

Vous pouvez utiliser le cours "comportement mécanique des sytèmes" ainsi que les activités sur les actions mécaniques afin de répondre aux questions.

Répondre aux questions ci-dessous : ( Il faut faire des phrases !!!! )

I/ LE COURS1- Quels sont les 3 effets possibles liés à une action mécanique ?

(1) ..............................................................................................................

(2) ..............................................................................................................

(3) ..............................................................................................................

2- Quels sont les efforts qui entrainent des vibrations lorsque les roues d'une

voiture ne sont pas soumis à l'équilibrage ?

..............................................................................................................................................................

3- Quelle est l'unité de la MASSE ? ...........................................................................................

4- Quelle est l'unité du POIDS ? ................................................................................................

5- Quelle est l'unité de la pesanteur ? ......................................................................................

6- Quelles sont les deux composantes d'une action mécanique ? (préciser l'unité)

(1) ..........................................................................................................

(2) ..........................................................................................................

7- Comment est représentée le Poids ?

..............................................................................................................................................................

8- Donner la formule permettant de calculer le Poids.

9-Donner l'écriture vectorielle de l'action mécanique.

10-Quelle est la différence entre un moment d'une force et un couple ( en mécanique) ?

.........................................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................

11- Quelle est l'unité du moment de force ? ......................................................................................

12-Quelle est l'unité du couple ( mécanique) ? ..................................................................................

13- Donner la notation TORSEUR appliqué à la clé ( ci-dessous) :

P = ……………………………..

14-Donner la notation générale du TORSEUR( ci-dessous) :

15-Que signifie l'abréviation P.F.S ?

.........................................................................................................................................................................

16-Quelles sont les étapes permettant la résolution d'un problème de STATIQUE.

(1) ..........................................................................................

.................................................................................................

(2) ..........................................................................................

.................................................................................................

(3) ..........................................................................................

.................................................................................................

17- Le schéma ci-dessous représente un bateau qui flotte sur l'eau

Vous devez compléter ce shéma en précisant les deux forces appliquées au bateau.

II/ MODELISER LE SAMSUNG GALAXY S8 SIMPLIFIE

rappel objectifs :

(1) modéliser le samsung galaxy S8 simplifié

(2) réaliser une simulation afin de vérifier la résistance à la flexion

à faire avant de commencer :

Créer un dossier " SAMSUNG GALAXY S8 " dans votre dossier personnel.

Votre travail :

Modéliser le samsung galaxy S8 sur solidworks à partir du C.D.C et des

étapes sur solidworks. ENREGISTRER LA PIECE dans le dossier

Cahier des charges " SAMSUNG GALAXY S8 simplifié "

• on négligera les boutons de volumes et power

• dimensions extérieures ( en mm ) : 148,9 x 68,1 x 8

donner la valeur du volume brute = ................................................

• dimensions de l'écran ( en mm) sur image ci-dessous :

- largeur écran = 64,94 mm

- hauteur écran = 131,58 mm

- diagonale écran = 143,05 mm

- l'ecran est positionné au centre du

samsung galaxy S8

- les bords du samsung S8 sont arrondis

- le bouton physique sous l'écran n'est

plus présent sur cette version du galaxy

Ci-dessous les esquisses et fonctions à suivre du SAMSUNG

GALAXY S8 qui va vous permettre de finaliser l'aspect du

SAMSUNG GALAXY S8 c'est-à-dire les différents arrondis.

LES ETAPES SUR SOLIDWORKS :

(1) cliquer nouveau / pièce / puis OK (2) choisir le plan de dessus (3) réaliser la 1ère esquisse comme ci-dessous

(4) cliquer fonction base/ bossage extrudé(5) choisir une profondeur de 148,90 mm

VOICI UN RENDU DES BORDS DU SAMSUNG

Rendu fonction base/ bossageextrudé :

(1) cliquer maintenant sur la face du dessus (2) cliquer sur créer une esquisse (3) réaliser l'esquisse comme ci-dessous

(4) reproduire cette esquisse dans chaque coin de la pièce(5) choisir ensuite la fonction enlèvement de matière(6) choisir la direction " à travers tout "(7) note : appliquer cette fonction pour chaque coin

Rendu fonction enlèvement de matière :

(1) cliquer sur la fonction Congés (2) cliquer maintenant sur les arêtes supérieures et

inférieures comme ci-dessus (3) choisir un rayon de 2,5 mm(4) ci-dessous un rendu avec les congés

(5) enregistrer la pièce " samsung galaxy S8 "

(6) vérifier maintenant la masse de la pièce sachant qu'elle doit faire environ 152 g

(7) cliquer sur onglet " Evaluer " puis sur " propriétés de masse "

(8) sélectionner ensuite votre pièce " samsung galaxy S8"

(9) vérifier la valeur de la masse ( elle doit être d'environ 76g )

(10) maintenant on doit appliquer un matériau au samsung galaxy S8 ( objectif : passer de 76g à environ 152g)

(11) cliquer sur matériau dans l'arborescence puis cliquer droit puis sélectionner " éditer le matériau

(12) choisir le "silicium" qui se trouve dans solidworks materials/ siliciums / silicium

(13) cliquer ensuite sur appliquer

(14) verifier la masse de l'objet

(15) la masse doit être d'environ 177gainsi on s'approche de la valeur donner en CDC qui est de 152g.On négligera cette différence pour la suitedu Tp. ENREGISTRER !

III/ SIMULATION DU SAMSUNG GALAXY S8 SUR SOLIDWORKS

objectif de l'activité :

Réaliser une simulation sur solidworks qui permet de tester

la résistance du samsung galaxy S8 .

Ci-dessous une image extraite de la publicité pour le

samsung galaxy S7 .

VOTRE TRAVAIL :

1. ouvrir la pièce "SAMSUNG GALAXY S8.prt" créer précedemment.

2. Selectionner l'onglet " Compléments de solidworks "

3. Selectionner ensuite sur " SOLIDWORKS SIMULATION "

4. Selectionner l'onglet " SIMULATION "

5. Cliquer sur " nouvelle étude "

6. Selectionner " étude de type statique"

7. selectionner déplacements

interne avec souris puis clique

droit et cliquer sur géométrie fixe

1. selectionner les deux faces

latérale puis choisir " fixe " et

OK

(comme ci-dessous)

CLIQUER SUR LES 2 FACES QUI SONT FIXE

2. Cliquer sur chargements externes puis

force .

3. Selectionner la face supérieure puis

mettre une valeur de 200 N

puis cliquer sur valider

4. sélectionner maillage puis faire clique-droit et sélectionner Mailler

et exécuter

Voici le rendu que vous devez obtenir :

Réaliser la simulation pour plusieurs valeurs de forces ( dans le tableau)

puis compléter le tableau ci-dessous :

Force ( en N) 50N 100N 150N 200N 250N

URES ( mm)

Von mises ( en N/m²)

Interpréter les résultats . A votre avis est-ce que les valeurs sont

réalistes ?

..........................................................................................................................................

..........................................................................................................................................

IV/ QUELQUES EXERCICES DE STATIQUE

Lors des activités précédentes vous avez pu simuler sur SOLIDWORKS le comportement d'un portable SAMSUNG GALAXY S8 simplifié.On peut donc observer le comportement du samsung S8 lorsque celui-ci est soumis à une force verticale. On parle alors d'un(e) effort/contrainte de flexion.

EXERCICE 1 : Equilibre " cas 1" du SAMSUNG GALAXY S8

Mise en situation :

Une personne tient le samsung galaxy S8 sur la pomme de sa main de façon à ce que le smartphone soit horizontal. ( voir l'image ci-dessous)

Répondre aux questions ci-dessous :

1/ Supposont que le smartphone est posé sur la main sans qu'il y ai un maintient quelconque .

Quelle est la liaison mécanique entre la main et le smartphone ?

.............................................................................................................................................2/ On isole le { samsung galaxy S8} image ci-dessusQuelles sont les forces extérieures qui s'appliquent sur le samsung galaxy S8 ?( indice : il y a deux forces ) Préciser la direction des forces !

FORCE EXTERIEURE 1 : ............................................................................................

FORCE EXTERIEURE 2 : ............................................................................................

( touner la page)

Répondre aux questions ci-dessous en justifiant vos réponses c'est-à-dire par le calcul détaillé.

Rappel méthode résolution des problèmes de statique :1) On commence tout problème en faisant le choix d’une frontière d’isolement, puis en réalisant l’isolement du système2) Puis on réalise un bilan des actions mécaniques extérieures3) On fait l’inventaire des inconnues et ainsi on vérifie la résolubilité4) On réalise la résolution

A

En utilisant la notation du torseur se trouvant dans le cours .Vous devez compléter ci-dessous les deux torseurs étant associés aux forces extérieures trouvés précedemment. ( mettre la forme littérale)Note : le point d'application des forces est le point A

{T ....................... .............................} = →

{T ....................... .............................} = →

EXERCICE 2 : Equilibre "cas 2" du SAMSUNG GALAXY S8

Mise en situation :

Dans la publicité SAMSUNG, on peut voir une série de tests.L'un de ces tests consiste à maintenir le smartphone en hauteur puis ensuite de le laissé tomber. C'est ce que l'on appelle la "chute libre verticale sans vitesse initiale"

Répondre aux questions ci-dessous :

1/ Au moment où le smartphone est laché VERTICALEMENT sans vitesse initiale, quelles sont les forces extérieures appliquées sur le smartphone ?

Force extérieure 1 : ..................................................................................................

Force extérieure 2 ( négligeable) : .......................................................................

IMAGEEXTRAITE

DE LA PUBLICITESAMSUNG

2/ Représenter sur le schéma ci-dessous la force ( vecteur ) sachant que lepoint d'application est le centre de gravité G.

3/ Sachant que la masse du samsung galaxy S8 est de 152 g .On note : la force de pesanteur "g = 9,80 N.kg-1 "

Vous devez déterminer la valeur de la force définit à la question précédente .( faire apparaitre l'ensemble des calculs )

4/ Déterminer l’instant t1 et la vitesse v1 lorsque le samsung galaxy S8

frappe le sol. ( faire apparaitre l'ensemble des calculs )On note : la force de pesanteur "g = 9,80 N.kg-1 "

t1 = .................................................................................

V1= .................................................................................

( touner la page)

G

………………………………………………………………………………………………………………...

G

sol

FORMULES POUR LES CALCULS :

h = ½ g. t1t1² = 2 h / g

t1 = √ ( 2 h / g)

v1 = g . t1

h= 6 m

EXERCICE 3 : Equilibre "cas 3" du SAMSUNG GALAXY S8

Mise en situation : On souhaite maintenant tester le samsung galaxy S8 lorsque celui-ci est immergé dans unfluide ( eau). .

1/ En recherchant sur internet , vous devez exliquer à quoi correspond la norme IP 68( vous devez faire un résumer) NORME IP 68 : ..........................................................................................................................................

.................................................................................................................................................................

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.................................................................................................................................................................Remarque : Lorqu'un objet se trouve dans un fluide ( ici l'eau) alors celui-ci est soumis à une force verticale généralement appelé la poussée d'Archimède . ( rappel d'une notion vue dans vos cours de Sciences-physiques) .

1/ Qu'est-ce-que la poussée d'Archimède ? ( chercher sur internet) .................................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................................2/ Réprésenter les forces appliquées sur le samsung galaxy S8 IMMERGE sur le schéma.

G