Conception d’un Essuie-glace - Projet Catia

Conception d’un Essuie-glace


I. Introduction


Définition :
Un essuie-glace ou d'un dispositif utilisé pour enlever la pluie et les débris d'un pare-brise d'une voiture de sorte que le conducteur a une vue imprenable sur la route. Presque tous les véhicules à moteur, y compris les trains, avions et embarcations, sont équipés d'essuie-glaces par exemple, qui sont généralement une obligation légale.
Un essuie compose généralement d'un bras, pivotant à une extrémité et avec une lame de caoutchouc longtemps attaché à l'autre. La lame est basculée en arrière sur le verre, de pousser l'eau à sa surface. La vitesse est normalement réglable, avec plusieurs vitesses continues et souvent un ou plusieurs «intermittents» réglages.
Histoire :
L'histoire de l'essuie-glace a commencé avec l'invention de l'automobile. La plupart des véhicules de transport n'ont pas essuie-glaces. Calèches et camions déplacé à une vitesse lente, et le verre n'était pas nécessaire pour protéger le conducteur ou les passagers ou pour agir comme un coupe-vent.
Les essuie-glaces des premiers pinceaux. Inventeur JH Apjohn venu avec une méthode de déplacement des deux pinceaux de haut en bas sur le pare-brise en verre plaque verticale en 1903. Dans la même année, Mary Anderson a conçu un bras oscillant qui a balayé la pluie le pare-brise lorsque le conducteur déplacé d'un levier situé à l'intérieur du véhicule. Anderson brevetée son invention de l'essuie-glace mécanique en 1905, et il est devenu l'équipement standard en 1913. Les moteurs électriques ne sont pas encore utilisé à l'essentiel automobiles de puissance ou d'accessoires, et le dispositif d'Anderson avait un inconvénient. Sans autre source d'énergie, un pilote devait utiliser une main pour déplacer le levier. D'autre part du conducteur de la voiture pilotée (soit avec une roue ou barre de direction) et a travaillé le levier de vitesse monté sur bâton et les poignées de frein debout sur le plancher de la voiture ou à l'extérieur du côté conducteur sur le marchepied.
Bandes de caoutchouc remplacé brosses que les outils de nettoyage sur essuie en 1905. Malheureusement, la nécessité pour les conducteurs dangereux pour essuyer le pare-brise pendant que vous conduisez n'a pas été éliminée avant 1917. La solution était d'utiliser un moteur électrique de passer un essuie-glace unique avec une lame en caoutchouc longue avant en arrière. Hawaiian dentiste Dr. Ormand Wall inventé l'essuie-glace automatiques en plaçant un moteur électrique en haut au centre du pare-brise ainsi le racleur arc de cercle vers le bas sur le capot de la voiture dans une forme semi-circulaire ou arc en ciel. Essuie-glaces ont été l'un des premiers appareils électriques dans les automobiles, après le démarreur électrique a été développé en 1912. La plupart des essuie-glaces sur les voitures avant 1930 ont été appariés et pendait du haut du pare-brise. Ils ont été transférés à la base du pare-brise que les systèmes électriques sont devenus plus compliqués.
Lave-glace ont été ajoutés à l'essuie-glace sur les leviers / off, et ces buses de pulvérisation requise devant le pare-brise, un réservoir pour liquide lave dans le compartiment moteur, et les connexions électriques pour coordonner ces opérations. En 1962, Bob Kearns invente l'essuie-glace intermittent avec des intervalles et des vitesses que le conducteur pourrait changer. L'avènement des systèmes électroniques avec les fusibles et les disjoncteurs à fonctionner, de réglementer et de coordonner les composants électriques élargi les possibilités pour plus d'essuie-glaces diverses. Essuie-glaces ont été ajoutés à des phares dans les années 1980, nécessitant des connexions entre les systèmes d'éclairage et d'essuie-glace. Dans les années 1990, microcapteurs ont été intégrés dans le pare-brise pour détecter la pluie sur le pare-brise, essuie-glaces activer le, et d'ajuster la vitesse et l'utilisation intermittente de la quantité de pluie.

Matières premières :
Essuie-glaces et des systèmes d'essuie-glace (avec moteurs) sont des assemblages différents, certains fabricants font les deux, et d'autres produisent des essuie-glaces seulement.
La connexion et des liens d'entraînement et les pivots qui font bouger les essuie-glaces sont faites d'acier galvanisé. La galvanisation est le processus d'application revêtement de zinc à l'acier pour le protéger de la corrosion. Bras d'entraînement pour les bateaux et les véhicules utilisés dans l'industrie maritime sont faites d'acier inoxydable qui résiste aux dommages de l'eau salée. La suspension d'essuie-glace et les griffes sont également en acier galvanisé. Le revêtement de zinc de galvanisation est plus facile de peindre que l'acier non revêtu. L'acier est aussi le matériau dans les petites pièces d'essuie-glaces, comme les rondelles, vis, écrous, ressorts et crochets.
Le châssis lame est faite d'aluminium. Les lames sont faites de caoutchouc naturel ou des composés synthétiques. Certaines lames de caoutchouc sont des composites de caoutchouc souple sur le bord d'essuyage (le suceur de surface) et le caoutchouc entreprise qui soutient le bord d'essuyage dans le reste de la lame.
D'autres matériaux qui composent les pièces d'essuie-glaces sont en caoutchouc pour les rondelles dans les pivots et bagues en plastique que les trous pour la connexion de la ligne des pièces de la tringlerie. La suspension d'essuie-glace est généralement peint en noir. Si le fabricant d'essuie-glace fabrique également des systèmes d'essuie-glace, les moteurs sont achetés auprès de sous-traitants. Les moteurs sont contenus dans des boîtiers en acier et comprennent les moteurs à aimants permanents plaie avec du fil de cuivre. Chaque logement dispose de connexions pour les fils électriques qui font partie du véhicule et de faisceaux de câbles sont meublées de fonctionnement spécifiques à l'essuie-glace. Chaque moteur comporte également un ou plusieurs circuits électroniques en fonction de la sophistication du système que les contrôles du moteur.
Puissance :
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/af/Nahverkehrsmunseum-Triebwagen-431-DSC_6417.jpg/250px-Nahverkehrsmunseum-Triebwagen-431-DSC_6417.jpg

Pneumatique moteur d'entraînement sur un essuie-glace en train. Le levier sur le moteur fonctionne une vanne d'alimentation en air comprimé.
Essuie-glaces peuvent être alimentés par une variété de moyens, mais la plupart en usage aujourd'hui sont alimentés par une moteur électrique à travers une série de composants mécaniques, généralement de deux à 4 barres liens en série ou en parallèle .
Véhicules avec freins à commande pneumatique utilisent parfois pneumatiques essuie-glaces, alimentée en tapant une petite quantité d'air sous pression du système de freinage d'un moteur à air montés sur de petites exploités ou juste au-dessus du pare-brise. Ces essuie-glaces sont activés par l'ouverture d'une valve qui permet à l'air sous pression pour entrer dans le moteur.
Essuie tôt ont souvent entraîné par un moteur d'aspiration alimentés par dépression à l'admission . Cela avait l'inconvénient que dépression du collecteur varie en fonction d'accélérateur de position, et il est presque inexistante dans la grande ouverture des gaz, lorsque les essuie-glaces de ralentir ou même s'arrêter. Ce problème a été résolu peu en utilisant une pompe d'appoint de carburant combinée / vide.
Certaines voitures, principalement à partir des années 1960 et 1970, avait entraîné hydrauliquement essuie-glaces.
Sur la première Citroën 2CV , les essuie-glaces ont été alimentés par un système purement mécanique, un câble relié à la transmission, de réduire les coûts, ce câble a également alimenté le compteur de vitesse. La vitesse des essuie-glaces »était donc variable avec vitesse de la voiture. Quand la voiture l'attendait à une intersection, les essuie-glaces ne sont pas alimentés, mais une poignée sous le compteur de vitesse a permis au pilote de les alimenter à la main.
Géométrie :
La plupart des essuie-glaces sont le pivot (ou radiale) type: ils sont attachés à un seul bras, qui à son tour est fixé au moteur. Ce sont généralement trouvés sur de nombreuses voitures, camions, trains, bateaux, avions, etc
Un autre type de conception d'essuie-glace pantographe base (voir fig. 6, ci-dessous), qui sont utilisés sur de nombreux véhicules commerciaux, en particulier les bus avec des pare-brise large. Essuie Pantographe comportent deux bras de chaque lame, avec l'assemblage de la lame elle-même soutenue sur une barre horizontale reliant les deux bras. Un des bras est fixé au moteur, tandis que l'autre est inactif sur un pivot. Le mécanisme pantographe, tout en étant plus complexe, permet à la lame de couvrir plus du pare-brise à chaque essuyer. Cependant, il exige aussi souvent l'essuie-glace pour être «parqués» dans le milieu du pare-brise, où il peut obstruer partiellement la vue du conducteur lorsqu'il n'est pas utilisé. Certaines voitures plus grandes dans la fin des années 70 et début des années 80, surtout LH pilote voitures américaines [ citation nécessaire ], avait un essuie-glace pantographe sur le côté du conducteur, avec un pivot classique sur le côté passager.
Mercedes-Benz pionnier d'un système appelé le Monoblade , basé sur consoles (voir Fig. 5, ci-dessous), dans lequel un seul bras s'étend vers l'extérieur pour atteindre les coins supérieurs du pare-brise, et tire dans les extrémités et au milieu de la course, balayant une certaine 'M'-forme chemin. De cette façon, une seule lame est capable de couvrir plus du pare-brise, et de déplacer les traînées résiduelles loin du centre du pare-brise.
  • http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/14/Scheibenwischer1.svg/120px-Scheibenwischer1.svg.png
Fig. 1: la géométrie la plus courante, trouvé sur la grande majorité des véhicules
  • http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c3/Scheibenwischer2.svg/120px-Scheibenwischer2.svg.png
  • http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/52/Scheibenwischer9.svg/120px-Scheibenwischer9.svg.png
Fig. 3: SEAT Altea , SEAT León Mk2, SEAT Toledo Mk3
  • http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/43/Scheibenwischer3.svg/120px-Scheibenwischer3.svg.png
Fig. 4: VAZ-1111 Oka , 1990, Citroën Citroen AX
  • http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b8/Scheibenwischer4.svg/120px-Scheibenwischer4.svg.png
  • http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/7a/Scheibenwischer5.svg/120px-Scheibenwischer5.svg.png
  • http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e2/Scheibenwischer8.svg/120px-Scheibenwischer8.svg.png
Fig. 7: MAN , Toyota FJ Cruiser , Jaguar E-Type , MGB , MG Midget , Austin Healey Sprite (un 1968 Etats-Unis seulement dirigeante besoin d'un certain pourcentage du pare-brise pour être effacé).
  • http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/51/Scheibenwischer7.svg/120px-Scheibenwischer7.svg.png
Fig. 8: obsolètes, on trouve sur certains anciens camions de pompiers
  • http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/60/Scheibenwischer6.svg/120px-Scheibenwischer6.svg.png
Fig. 9: US Military véhicules à roues, certains autobus scolaires
  • http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/cf/Scheibenwischer10.svg/120px-Scheibenwischer10.svg.png
Fig. 10: Comme la Fig. 1 mais en sens inverse, Mercedes-Benz W140
L'avenir :
En 2002, les essuie-glaces et des systèmes d'essuie-glace sont évolutives en raison de changements dans les automobiles et autres véhicules, des améliorations techniques, et la demande des consommateurs. Lames d'essuie-glace sont autant que 30 po (76 cm) de long, créant plus de résistance que ils nettoient le pare-brise. Vision nocturne écrans pour pare-brise sont en développement, et ces également augmenter la résistance et de modifier les dimensions nécessaires pour essuie-glaces. Les lames sont en cours d'amélioration avec le caoutchouc plus souple, soi-disant "bottes" qui correspondent autour des lames de garder hors de la glace et la neige, et les revêtements antiadhésifs sur la raclette bords des lames de garder l'huile et la cire d'adhérer et de les vieillissante.
Les systèmes moteurs sont également accru la tension d'alimentation plus essuie et autres accessoires. Ingénieurs étudient des systèmes entièrement automatisés qui ne nécessitent pas de mesures prises par les pilotes pour démarrer et arrêter les systèmes d'essuyage. Inventeurs attendons les capacités des capteurs de pluie détecter disponibles dans la fin des années 1990 se creuser pour atteindre rapidement les essuie-glaces pour nettoyer le pare-brise sale, sans pluie, par exemple. Essuie-glaces sont parmi les plus fiables appareils-secteurs de l'automobile.

II. L’analyse fonctionnelle :



Etape 1 : rechercher les fonctions

L’examen de l’environnement :



* Flux d’air en déplacement, projections, …

FP1 : Nettoyer et Essuyer plus que 80% du pare-brise en cas d’intempéries ou de salissures.
FC1 : Etre ergonomique et sûr (bruit, reflets, qualité du champ de vision, facilité la dépose).
FC2 : Satisfaire les objectifs du produit (coût par quantité, …).
FC3 : Respecter la ligne imposée par le designer.
FC4 : Résister aux flux externes (flux d’air en déplacement, projections, …).
FC5 : Résister à l’environnement d’utilisation.
FC6 : Résister aux produits d’entretien du marché.
FC7 : Etre entraîné à partir du connecteur moteur.
FC8 : Utiliser au maximum les standard entreprise (matériaux, procédés, fournisseurs,…)
FC9 : Résister aux frottements.
Etape 2 : ordonner les fonctions

Diagramme de FAST  (Function Analysis System Technique):







Etape  3 : caractérisation des fonctions
Cahier des charges fonctionnel  (CdCF):

Fonction
Critères
Niveau
Flexibilité
FP1 : Nettoyer et Essuyer plus que 80% du pare-brise en cas d’intempéries ou de salissures.
FP11
Balayer le champ de vision
Surface capable
  • Forme enveloppe
  • Surface balayée

  • Selon plan
  • X m2

0
0
Fréquences de balayage :
  • Fréquence nominale f
  • Maximale / minimale

  • n1 aller-retour /mn
  • n2 / n3 A/R /mn

1
0
Durée de vie à f nominale
  • Nbre A/R mini
1
FP12
Essuyer le pare-brise
Efficacité d’essuyage (sous pluie violente d’orientation quelconque, à 130 km/h) :
  • Taux de balayage



  • 98 % mini



0
Efficacité de déneigement (sous tempête de neige, vent latéral, à 130 km/h) :
- Taux de balayage



  • 98 % mini



1
FP13
Nettoyer le pare-brise
Efficacité de nettoyage sur :
  • Projection de boue ou de terre (granulométrie <…)
  • Petits insectes écrasés :
  • parties dures

  • 100%


  • 100%

1


1
FP14
Dégager du champ de vision les fluides ou les résidus balayés
Ecoulement de fluides devant champ de vision
  • Aucun
0
Traces d’insecte ou de projection
  • Minimum
0

FC1 : Etre ergonomique et sûr (bruit, reflets, qualité du champ de vision, facilité la dépose).
FC11
Ne pas perturber le champ de vision à l’arrêt
  • Zone de position repos
  • Comportement orienté vers la position repos (sur coupure énergie ou défaillance)
……..
  • 100%
0
0
FC12
Ne pas perturber le champ de vision en fonctionnement
  • Présence de reflets
  • Oscillations parasites
  • Aucuns
  • Aucunes
0
0
FC13
Etre peu bruyant en fonctionnement
  • Niveau de bruit propre, à f nominale et à l’arrêt :
  • En habitacle, fenêtre ouverte
  • Hors habitacle, à 1m


  • n1 dB
  • n2 dB


0
FC14
Etre facilement et sûrement déposable / reposable
  • Mode extraction /insertion
  • Sécurité
  • A deux doigts, sans effort
  • Aucun risque
0
0
1
FC14
Etre facilement arrangeable
  • Encombrement replié
  • L x l x e
1
FC2 : Satisfaire les objectifs du produit (coût par quantité, ...)
FC21
Respecter le coût objectif
  • Coût objectif
  • N DH  maxi
0
  • Production prévisionnelle
…………
1
FC22
Etre produit sur la ligne L de l’usine U avec le minimum d’adaptation
  • Caractéristiques du processus actuel


Adaptabilité de la ligne :
  • adaptabilité des postes
  • insertion nouveau poste
  • insertion module


  • Sur postes i, j ,k, ….
  • Possible entres postes …
0
FC23
Etre adaptable au moindre coût à d’autres véhicules
………..
……….

FC3 : Respecter la ligne imposée par le designer
FC3
Respecter la ligne imposée par le designer
  • Dessins design
  • Choix des couleurs
Dossier design
0

FC4 : Résister aux flux externes

FC41
Résister au flux d’air à vitesse maximale
  • Vitesse de déplacement
  • Vitesse de vent en rafale
  • Surface capable
  • 150 km/h maxi
  • 120 km/h maxi
  • x m2 maxi
0
0
1
FC42
Résister aux averses de pluie ou de neige
  • Vitesse de projection d’eau ou de neige
  • Débit de projection d’eau
  • 80 km/h maxi

  • q m3/s maxi
0
0
1
FC43
Résister aux projections d’insectes, d’oiseaux, de gravillons
  • Percussion d’oiseau
  • Taille oiseau
  • Vitesse relative / véhicule
  • Projection de gravillon
  • Dimension
  • Vitesse relative / véhicule

  • Type moineau
  • 180 km/h maxi

  • ∅<12mm
  • 250 km/h maxi



1
FC44
Résister à une action limitée de vandalisme
  • Effort de pliage :
  • A une main
  • A deux mains

  • F (force) <5 daN maxi
  • C (moment) <… N.m

1
FC5 : Résister à l’environnement d’utilisation.
FC51
Résister à la corrosion en air salin
  • Matériau
  • Environnement
  • forme et état de surface, traitement de surface 
…………
1
FC52
Résister aux variations de température
  • Matériau
  • environnement
………….
1
FC53
Ne pas polluer l’environnement pendant l’utilisation ou lors de la destruction
  • Les normes environnementales :
  • ISO 14040
  • ISO 14041
0
FC6 : Résister aux produits d’entretien du marché.
FC6
Résister aux produits d’entretien du marché.
  • La nature du produit d’entretien
……….
1
FC7 : Etre entraîné à partir du connecteur moteur.
FC7
Etre entraîné à partir du connecteur moteur.
  • manipuler
……….
1
FC8 : Utiliser au maximum les standard entreprise (matériaux, procédés, fournisseurs,…)
FC8
Utiliser au maximum les standard entreprise (matériaux, procédés, fournisseurs,…)
  • les matériaux disponibles
  • les procédés
  • fournisseurs
………..
1

Pour la flexibilité, il a été utilisé les classes de latitude autorisées :
0 : on ne discute pas du niveau, 1 : on peut négocier, 2 : tout peut être remis en cause.



Données de base :


Pare brise :   
On veut faire la conception d’un essuie glace  pour essuyer le pare brise suivante :

MERCEDES C280/W202

AUTO GLASS / Pare brise en verre / MERCEDES C280/W202


origine
Guangdong, China (Mainland)
La marque
Z.D.G AUTO GLASS
Numéro de modèle
MERCEDES C280/W202
Type
Pare-brise
Taille
1440 * 830mm
Certification
DOT
Voiture
BENZ C-CLASS
Position
LFW/X
Couleur
CBN,CGN,GBN,GGN,CYN,ZZN,ZTN



Moteur :    On va utiliser un moteur réducteur de 144tr/min :

1. Choix de mécanisme:



  • Type :

C:\Program Files\JDownloader\downloads\essuie_glace_de_scenic_SU.png                       C:\Program Files\JDownloader\downloads\esg-231x145.jpg

   Essuie glace avec deux balais                                                      Essuie glace avec un seul balai

              
                        

Pour notre projet on va choisir le deuxième type (avec un seul balai) pour les raisons suivantes :

  • Moins de pièces par rapport au  1er  (diminution du cout)
  • Le mécanisme du 1er est complexe par rapport au 2éme (question du temps)
  • Facilité des calculs pour le 2éme



  • Schéma cinématiques :



On a choisi le plus simple schéma qui existe pour ne pas compliquer les choses et ne pas augmenter le nombre des pièces  (cout) :



  • GRAPHE DE LIAISONS, NOM DES LIAISONS ET CARACTERISTIQUES :



  • Schéma cinématique :

  • Schéma cinématique dans le logiciel openMeca :



  • système Bosch :


C’est l'une des plus grandes sociétés industrielles privées au monde qui emploie plus de 283.507 personnes et réalise un chiffre d'affaires annuel de 47,3 milliards d'euros. il se positionne parmi les plus grands fabricants mondiaux de composants automobiles.
Ils ont développés  un système d’essuie glace qui augmente le pourcentage de balayage :


Schéma du system Bosch:





Donc on va choisir le système Bosch :

2. Dimensionnement :


Détermination des dimensions principales qui interviennent dans les mouvements et les calculs

  • Carter :


Pour dimensionner les autres pièces on se basera sur un carter disponible :


C:\Documents and Settings\Administrateur\Bureau\image\Bati0.jpg



C:\Documents and Settings\Administrateur\Bureau\cremaillere11.jpg



  • La Bielle :


On va choisir une bielle basée sur le carter précédant ou la longueur de la bielle égale la distance entre l’axe moteur et l’axe de rotation du porte balai :

 


  • Levier relier a l’arbre de moteur  et le balancier fixé avec porte balai :


Pour que le porte balai tourne 150° il faut que la  langueur du balancier soit plus grand que  le levier relier a l axe de moteur :

Llevier =80% .Lbalancier



On choisie un levier par exemple de :



Le balancier doit être  de longueur de :





Llevier /95% =Lbalancier =73 mm



Système Bosch :









  • Pignon :






  • Le levier fixé avec le pignon :
On     a :


λmax-λmin=112-32=80 mm

Le levier fixé avec le pignon doit être égale  a : λmax-λmin2=40 mm













  • La manivelle :


La longueur de la manivelle doit être égale à la distance entre l’axe de levier du pignon et l’axes relié au balai en tenant compte les limite du balai (λmax-λmin)



Donc la seul contrainte est respecter les limites du balai  λmax,λmin


Donc  il existe plusieurs solutions :

On propose :



  • Balai  (longueur     Lbalai ):
C:\Program Files\JDownloader\downloads\balaisEG.jpg




On concidere que la forme du pare brise est de la forme suivante :




La surface du pare brise (Mercedes) :

Spare-brise=1440×830 mm2  (MERCEDES C280/W202)
                           


Spare-brise=1.1952 m2


                          
La surface balayée sans système Bosch :


Sbalayé sans  systeme Bocsh =πR22-(2× R Cos(15) ×R Sin(15)  )

Avec   
Srectangle=2× R Cos(15) ×R Sin(15)   Est la surface du rectangle en bleu


Sbalayé sans  systeme Bocsh =1,07×R2    m2




On veut balayer plus que 80% du par brise :

Sbalayé sans  systeme Bocsh Spare-brise=1,71.1952  R2=80%


→      

      R2=0.81.422=0.56

  R=0.75 m





On a :


a=R sin(15)=0.2 m

   
Lbalai=R-(a-(λmax-λmin)/2)

λmax=0.112 m
                               λmin=0.032 m


Lbalai≈600 ±4   mm




3.Conception par Catia :


Carter :


C:\Documents and Settings\Administrateur\Bureau\image\cremaillere11.jpgC:\Documents and Settings\Administrateur\Bureau\image\motoreduc.jpgC:\Documents and Settings\Administrateur\Bureau\image\Bati0.jpg


Assemblage :






Levier :

C:\Documents and Settings\Administrateur\Bureau\image\levier3.jpgC:\Documents and Settings\Administrateur\Bureau\image\axemot.jpg
Assemblage :





Bielle :
C:\Documents and Settings\Administrateur\Bureau\image\Bielle 4.jpg


Carter mobile :

C:\Documents and Settings\Administrateur\Bureau\image\balancier5.jpg
C:\Documents and Settings\Administrateur\Bureau\image\axe8.jpg


C:\Documents and Settings\Administrateur\Bureau\image\cartemobile.jpg

Assemblage :

Pignon :
C:\Documents and Settings\Administrateur\Bureau\image\pignon14.jpg

Manivelle :
C:\Documents and Settings\Administrateur\Bureau\image\bielle.jpg



Porte balai :
  C:\Documents and Settings\Administrateur\Bureau\image\glissiere.jpg
C:\Documents and Settings\Administrateur\Bureau\image\lame.jpg
C:\Documents and Settings\Administrateur\Bureau\image\portebalai.jpg

Assemblage :


Assemblage total :



  • Surface de balayage :

Trajectoire de deux points situés a l’extrémité du balai :




  • Le rapport de vitesse angulaire du balai et le moteur réducteur :


Ici j’ai choisie la vitesse de moteur egale a 144tr/min :
 


Remarque ;

Pour que le balai retourne à sa place initiale par défaut  on va utiliser un ressort  qui relie le porte balai avec le carter:

4. Choix du matériau :


Aujourd’hui, la recherche des matériaux de toutes natures constitue un travail complexe qui demande beaucoup de temps. Cette recherche est encore plus difficile si l’on prend en compte le nombre de variables qui caractérisent les différents matériaux1 tels que :
  • Critères mécaniques (ténacité, dureté, coefficient d’amortissement, etc.)
  • Critères thermiques (chaleur spécifique, conductivité thermique, coefficient de dilatation, etc.)
  • Critères de design (sensations tactiles, décoration, finition, forme, etc.)
  • Critères environnementaux (fraction recyclable, dangerosité, résistance au milieu, etc.)
  • Critères d’usage (applications courantes et futures)
  • Etc. ......
La stratégie de la sélection de matériau :
1er étape : la Traduction des demandes
Exprimer les exigences en :
  • la fonction      (Qu'est-ce que la composante faire?)
  • les contraintes     (Quelles sont les conditions non négociables?)
  • les objectifs         (Que faut-il maximiser ou minimiser?)
  • Les variables libres     (Quels sont les paramètres que le concepteur est libre de les changer?)
2eme étape : Filtrer
Eliminer les matériaux qui ne conviennent pas
Limité par :
  • la température maximale de service
  • la résistance à la fatigue
  • la résistivité électrique
……
3eme étape : Classer
Ordonner les autres par une mesure de performance
Ordonner par plus grand :
  • rapport module/densité
  • rapport limite élastique/densité
  • résistivité électrique
Ou plus petit :
  • conductivité thermique
  • coût
4eme étape : Détailler
Rechercher l’histoire des candidats prometteurs
Chercher :
  • exemples d’utilisation
  • conseils de conception
  • avertissements (corrosion par exemple)

Aujourd’hui il existe plusieurs systèmes, outils de sélection de matériaux et matériauthèques sur le marché. Ces initiatives prennent en compte la recherche de matériaux innovants, spécialisés dans un domaine en particulier (de l’ingénierie, de la technique en général, de l’architecture, du design, etc.) ou différents domaines en même temps.
Le Tableau N°1, présente quelques exemples d’outils informatiques et types de matériauthèques existantes en prenant en compte, leurs secteurs d’applications et leurs fonctions principales (description).

Logiciel
Type du système
Et a qui est destiné?
description
Créateurs et pays d’origine
Cambridge
Engineering
Selector (CES)
D:\Users\SOUFIANE\Desktop\ces.png
Logiciel destiné
aux ingénieurs
mécaniques et
techniciens en
général.
Il est constitué d’une grande base de données de matériaux,
procédés de fabrication, sections structurelles et d’autres
variables en design d’ingénierie, afin de permettre une
sélection assistée par ordinateur de matériaux. Le logiciel
aide les ingénieurs à trouver une combinaison optimale
entre le matériau, le process et la forme du matériau qui
maximise la performance et le coût.
Les résultats de la sélection de matériaux sont affichés sur
un écran graphique qui permet de visualiser les matériaux
qui remplissent les conditions sélectionnées.
Le logiciel a été développé
par Granta Design Limited
en collaboration avec le
département d’ingénierie de
l’Université de Cambridge
et le professeur Mike
Ashby.
P a y s d ’ o r i g i n e :
l’Angleterre
Fuzzymat 2.0
D:\Users\SOUFIANE\Desktop\fz.png
Logiciel destiné
aux ingénieurs
mécaniques et
techniciens en
générale
La structure du système est similaire aux fonctionnalités du
logiciel décrit précédemment, du fait que Fuzzymat
s’appuie sur une méthodologie de sélection des matériaux
développée par l’Université de Cambridge. Il s’agit d’une
vaste base de données « générale » et « de matériaux
spécialisés » contenant toutes les grandes classes de
matériaux de structure. En plus des propriétés mécaniques,
thermiques et électriques, la base répertorie pour chaque
classe de matériaux, les procédés applicables dans
l’industrie. En plus, ce logiciel contient la liste des
fournisseurs de chaque matériau ou nuance.
Les bases de données CMS converties au format Fuzzymat
permettent de comparer les matériaux entre eux sur chacune
de leurs propriétés. Il est possible, en plus, d’ajouter
différentes bases de données au système.
Le choix de matériaux se fait à partir de différents critères
ou d’après les propriétés des matériaux qui respectent un
cahier de charges. Le logiciel prend en compte à la fois le
caractère multicritère et le caractère itératif de la procédure
de sélection. Pour cette raison le logiciel a été développé
comme une application de la logique floue.
Le logiciel a été développé
par Bassetti & Isaac
Pays d’origine : La France
Material
Connexion
D:\Users\SOUFIANE\Desktop\cox.png
Matériauthèque
destinée aux
Créateurs,
designer,
ingénieurs,
techniciens,
architectes,
techniciens
Matériauthèque qui présente des matériaux et des
procédures de fabrication innovantes.
Material Connexion implanté aux Etats Unies (à New York)
et en Italie (Milan), en Italie. Elles offrent une collection
d’échantillons de matériaux rares. La matériauthèque de
New York est constituée d’environ 1.400 échantillons et
3.000 variantes. [6]
La matériauthèque est divisée en plusieurs sections, parmi
lesquelles [6] :
- La collection de matériaux et process innovantes,
- Une galerie qui présente les matériaux innovants
- Futurama, une section qui présente comment des
nouveaux matériaux peuvent faire partie de nouveaux
produits.
- Panneaux de matériaux, entre autres
Pays d’origine : Les Etats
Unis

Application :
Exemple :
Dans notre mini-projet on a choisi la lame de l’essuie-glace  comme exemple d’application de la sélection du matériau et pour le faire on va s’appuyer sur le logiciel  « Cambridge Engineering Selector » (CES).
1er étape : la Traduction des demandes :

  • la fonction : nettoyer et essuyer le pare-brise   
  • les contraintes : résistance à la corrosion par l’eau
                              La souplesse
                        La limite a la rupture
  • les objectifs     :   minimiser le coût
  • Les variables libres   : choix du matériau

2eme étape : Filtrer :
Eliminer les matériaux qui ne conviennent pas
Limité par :
  • La densité         [0.92 à 0.99]
  • Le coefficient de poisson                             [ 0.4   à   0.5]
  • la température maximale et minimale de service  [ 60° à -20°  ]
  • la durabilité: l'eau  fraîche et salée
  • …………
A partir du logiciel CES on obtient les résultats suivants :
D:\Users\SOUFIANE\Desktop\ces1.png
Donc on a trouvé 4 matériaux :
  • Carbon black reinforced styrene butadiene rubber (SBR)
  • Natural rubber (NR)
  • Polyisoprene rubber
  • Polyurethane

3eme étape : Classer
Dans cette étape on va ordonner par le plus grand :
  • Rapport durabilité : l’eau fraîche/densité
On obtient le graphe suivant :







On peut zoomer la partie rouge pour bien voir les résultats
D:\Users\SOUFIANE\Desktop\j.png
A partir des résultats du tableau on peut dire que le matériau qu’on peut choisir pour la lame de l’essuie glace est : le caoutchouc naturel ou bien naturel rubber (NR)
Application sur Abaqus du balai  en se basant sur des calcul approximative :cela nous montre la concentration des contrainte



Moteur réducteur disponible:


La vitesse angulaire du balai ne doit pas dépasser l’intervalle de vitesse [ 1tr/s   ,3tr/s  ]  pour que la qualité d’essuyage  sera importante


Grace au graphe décrit par Catia :




on doit avoir un moteur reducteur ou  la vitesse de sortie ne depasse pas l’intervalle [140 tr/min      80tr/min]


les moteurs disponible :
MCCE motoréducteur à vis sans fin plus ultérieur réducteur épicycloïdal

MCCE motoréducteur à vis sans fin plus ultérieur réducteur épicycloïdal

MOTEUR MP: à courant continu à aimants permanents, en exécution fermée avec ventilation extérieure. Enroulement classe F selon normes VDE 0530. Alimentation à 12 ou 24 Vcc. Puissance absorbée 60 W. Protection IP 65 selon normes DIN 40050. 

MOTEUR MP3N-MP4N: A courant continu à aimants permanents en exécution fermée et sans ventilation extérieure. Isolation classe F selon normes VDE 0530. Alimentation à 12 ou 24 Vcc. Puissance absorbée 230 W. Protection IP 65 selon normes DIN 40050. 

REDUCTEUR: Avec carcasse en aluminium moulé en pression dans le premier stade de réduction à vis sans fin, et en acier dans le deuxième stade de réduction de type épicycloïdal à trois satellites internes. 

C:\Documents and Settings\Administrateur\Bureau\7492_moto-reducteur.jpg

PCE motoréducteur à vis sans fin plus ultérieur réducteur épicycloïdal


MOTEUR: Asynchrone monophasé ou triphasé à 2 ou 4 pôles, en exécution fermée avec ventilation extérieure. Protecteur thermique de sécurité dans le modèle monophasé. Enroulement classe F selon normes VDE 0530. Protection IP 65 selon normes DIN 40050.

REDUCTEUR: Avec carcasse en aluminium moulé en pression dans le premier stade de réduction à vis sans fin, et en acier dans le deuxième stade de réduction de type épicycloïdal à trois satellites internes. Couronne en bronze spécial, dureté 120-160 HB. Vis en acier trempé filet rectifié roulant sur paliers à billes et à rouleaux. Lubrification par huile spéciale longue durée. Bagues d’étanchéité en caoutchouc spécial pour hautes températures. Les rapports de réduction disponibles (i) sont 9, de 33,25 jusqu’à 475. Couple nominal 90 Nm. Versions B3 ou B5. B5/S version gauche - B5/D version droite.
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