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F.THIRION/R.MILLET 1/16

ACTIVITE ITEC

TP2

Durée : 2H

Centre d’intérêt : COMPORTEMENT D’UNE PIECE

AUBE D’UN MIRAGE 2000

BA133

NIVEAU D’ACQUISITION

COMPETENCES TERMINALES ATTENDUES 1 2 3

Rendre compte de son travail par écrit.

*

*

Moyens pour réaliser l’activité

Logiciel d’étude INVENTOR 2012 Accès à Internet Documents : Sujet Projet – Dossier technique - Document réponse.


Objectif de l’activité : Dans une démarche de vérfication de performances, nous envisageons de déterminer les déformations et la resistance d’une pale de compresseur haute pression à bord d’un Mirage 2000 de l’armée de l’air Française. Imaginer une solution, répondre à un besoin :

I) PRESENTATION DE LA PIECE DANS SON ENVIRONNEMENT

Plus précisément :


Une partie des informations du dossier technique :

Vous trouverez d’autres informations sur le site http://fr.wikipedia.org/wiki/Snecma_M53#M53

I) ETUDE DU CAHIER DES CHARGES FONCTIONNELLES DE LA PALE Recherchez dans les informations précédentes :


a) Condition de température de fonctionnement :

b) Nature du Matériaux :

c) Condition de pression :

d) Vitesse de rotation :

II) Utilisation du modèle numérique, maillage du volume et des surfaces

Vous allez utiliser le module d’analyse de contrainte d’INVENTOR Ouvrir l’aube numérisée : Dans l’onglet

Renseignez ici la Matière de la pièce trouvée précédemment

a) Relevez la masse

b) Ainsi que les caractéristiques du centre de gravité


Ouvrir Dans l’onglet Environnements L’Analyse des contraintes Puis dans le bandeau cliquez sur : Nommez la simulation : Simulation en Pression

Choisir Analyse statique : Vérifiez que la matière est bien renseignée

Dans l’onglet Préparer sélectionnez la vu du maillage


Ouvrir les paramètres du maillage

Repérer le nombre de Nœuds Ainsi que le nombre d’éléments.

Mettre à jour la Maille

a) Déterminez le nouveau nombre de nœud et d’éléments

b) Que constatez-vous sur le maillage de la pièce.

c) Quelle est à votre avis l’intérêt d’avoir un maillage fin et quel est l’inconvénient majeur ?

III) Déformation dû à la Pression.

1) Première étape : Placer la contrainte fixe :

Définir la surface de l’aube bloquée :

Dans l’arborescence s’ajoute le support fixe :


2) Deuxième étape : placer la charge de pression Choisir Pression Cherchez en fonction du cahier des charges la valeur de la pression exercée sur l’air. Attention aux unités Nombres d’étages dans le compresseur basse pression ? Pression relative entre deux étages ? Sélectionnez la partie De l’aube « subissant » La pression

3) Troisième étape : lancer la simulation

Exécuter

? Bars ? Bars


Puis recherchez dans les résultats :

a) Donnez la valeur du déplacement Maximum b) ainsi que le Facteur de sécurité Minimum

b) De même déterminez le déplacement maxi suivant l’axe z.


Pour visualiser la pièce soumise à cette contrainte de pression : Cliquez sur Animer :

IV) Déformation dû à l’inertie de la pièce. Pour exercer une pression sur l’air l’aube du compresseur tourne à une certaine vitesse, cette vitesse de rotation entraîne une déformation de la pièce étudiée. Nous allons mettre en évidence cette déformation.

a) Créer une nouvelle simulation dans l’analyse de contrainte :

F centrifuge


b) Définissez la matière si besoin :

c) Définissez le support fixe :

d) Définissez une charge sur le corps :

Utilisez l’axe de rotation créé à Cet effet. Ainsi que le sens de rotation de l’aube Et sa vitesse de rotation. Nous supposerons le mouvement Uniforme (Pas d’accélération).

(hypothèse simplificatrice !)

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Une fois les paramètres de simulation renseignés nous allons effectuer la simulation :

e) Simulez l’analyse de contraintes

Cliquez sur

f) Exploitez les résultats :

1) Donnez la valeur du déplacement Maximum 2) ainsi que le Facteur de sécurité Minimum


3) De même déterminez le déplacement maxi suivant l’axe z.

g) Animez l’analyse de contraintes V) Déformations dues aux sollicitations composées de la pression et de la rotation. Nous allons créer une nouvelle simulation pour évaluer la déformation et la résistance de l’aube pendant don fonctionnement en tenant compte de la pression exercée mais également des effets de la force centrifuge.

a) Créer une nouvelle simulation dans l’analyse de contrainte : Nommez cette simulation : Pression et rotation Rappel : passage de 1 à 3 Bars sur 6 étages avec une vitesse de rotation de 10500 Tr/min. b) Positionnez le support fixe, la contrainte de Pression et la charge sur le corps. si besoin renseignez la Matière.

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c) Lancez la simulation et consultez les résultats : Facteur de sécurité et déplacement suivant l’axe z : Donnez la valeur du Facteur de sécurité et l’allongement maximum suivant z d) Conclusion de cette étude de sollicitation composée : Le Facteur de sécurité est de …. en conséquence le matériaux ou la géométrie de la pale n’est pas …………….. et ne permet pas de répondre au …………. des …………… VI) Modification de la matière choisie pour effectuer la simulation a) Chercher sur CES Edupack niveau 3 en Anglais, le TA6V4 Et relever les caractéristiques Mécaniques et générales :


Ouvrir le style du Titane

En choisissant le Titane


b) Créer un nouveau style de matière : Le TiA6V4 et apportez les modifications de CES 2011 c) Assignez le TA6V4 à l’aube. d) Relancez l’analyse des contraintes :


Conclusion sur l’aptitude de l’aube à résister aux sollicitations : …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. e) Editer un rapport d’analyse de contrainte : Et enfin :

Fin de l’Activité 2

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