PLASTIQUES ET COMPOSITES DANS LES VEHICULES RENAULT
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DE/DEMAT/0854 PR-GA Le 10 mai 1990

Protection des véhicules contre les chocs à faible vitesse. Annexe 4

LOGICIEL "SPB" (Section Poutre Bouclier)

1- PRESENTATION

Le logiciel SPB comprend 3 programmes de calcul et des fichiers de stockage de données, organisés selon le schéma ci-dessous:

Ce logiciel, qui reprend d'anciens programmes en Basic HP, est écrit en gwBasic et tourne sur micro-ordinateur compatible IBM/AT.
Les fichiers de stockage de données sont des fichiers ASCII.
Les programmes font appel à des calculs de résistance des matériaux simples, avec introduction de coefficients correcteurs, ce qui permet à l'intérieur de certaines limites de négliger le cisaillement et la torsion.

Comme nous le verrons plus loin, les applications des programmes "Section" et "Poutre" ne s'arrêtent pas aux seuls pare-chocs ou boucliers.

2- MATERIEL UTILISE

Le matériel informatique utilisé depuis 1987 par le Sce 0854 pour effectuer des calculs de pré-dimensionnement de pièces, est indiqué ci-dessous à titre d'exemple :

D'autres configurations de station de travail peuvent convenir.

Le choix du micro-ordinateur est surtout fonction des logiciels du commerce que l'on désire également utiliser, et dont certains sont très gourmands en espace mémoire.

Pour le logiciel "SPB", le principal est d'être équipé des périphériques indiqués.

3- LE PROGRAMME "SECTION"

Le programme "SECTION" (figure 1) permet de calculer les caractéristiques inertielles d'une section.

Une section est déterminée par une suite de points placés sur son contour extérieur, dans le sens trigonométrique, le dernier point se confondant automatiquement avec le premier.
Son tracé est la succession des segments de droites joignant les points.
Chaque point est défini par son numéro d'ordre et par ses coordonnes cartésiennes X,Y par rapport à un point 0,0 arbitrairement choisi (un coin de carreau 100x100 de carrosserie placé en bas à gauche de la section par exemple)
Le tracé sera plus précis si les points sont plus nombreux dans les parties courbes.
I1 est recommandé de placer les points en regard les uns des autres dans les zones où l'on désire contrôler les épaisseurs avec précision (option 12 sur le menu)

Les points peuvent être entrés de 3 façons:

I1 est possible d'éditer le tableau des points sur écran (option 4) ou de l'imprimer (option 5, voir exemple figure 2)

Le tracé de la section sera vérifié sur l'écran (option 10, avec zoom si nécessaire) ou sur table traçante (option 11) Le centre de gravité de la section ne sera représenté que s'il a déjà été calculé (figure 3)

Les résultats du calcul des caractéristiques inertielles de la section (option 13) apparaissent sur l'écran comme indiqué sur la figure 4 (option impression = copie d'écran)

Ces résultats devront être stockés dans un fichier "nomfich.CIS" (option 14) si l'on désire les reprendre dans le programme "Poutre" qui suit (option 15)

Ce programme "Section" peut s'appliquer à n'importe quelle pièce, avec des objectifs différents:

Dans le cas des pare-chocs et boucliers, certaines précautions sont à prendre:

4- LE PROGRAMME "POUTRE"

Le programme "POUTRE" (voir figure 5) permet de prévoir le comportement en flexion d'une poutre et d'établir son devis poids et prix.

La poutre peut être constituée de plusieurs profils en matériaux différents, l'assemblage étant supposé parfait (l'utilisateur averti tiendra compte d'un coefficient d'incertitude dans l'interprétation des résultats)

Les caractéristiques de la section de chaque profil constituant la poutre sont entrées soit au clavier (option 1), soit en appelant les fichiers <*.CIS> (option 2)

Les caractéristiques des matériaux sont entrées au clavier (option 3) ou en puisant dans les fichiers <*.MAT>. ** ATTENTION ** Le module d'élasticité indiqué a été réduit de 15% pour intégrer les petites déformations (cisaillement, flambage,...) non calculées.

Après avoir complété les données géométriques (option 6), les calculs peuvent être effectués (options 8+9)

L'impression des résultats (option 10) se présente sous la forme de l'exemple de la figure 6.

Ces résultats devront être stockés dans un fichier "nomfich.POU" (option 11), si l'on désire les reprendre dans le programme "Bouclier" qui suit (option 12)

A noter que les programmes "Section" et "Poutre" ont été souvent utilisés pour calculer les raideurs en flexion et en torsion d'ouvrants (portes, capots, hayons,...), notamment dans le cas des portes AR F40 (EXPRESS) dont les caissons intérieurs sont en SMC-LP-OHR et la peau extérieure en tôle d'acier.

5- LE PROGRAMME "BOUCLIER"

Le programme "Bouclier" (voir figure 7) permet de calculer les protections avant et arrière d'un véhicule contre les petits chocs et de simuler différentes conditions d'essai.

Les caractéristiques du véhicule (celles utiles pour les calculs) sont entrées soit au clavier (option 1), soit en appelant les fichiers <*.VEH> (option 2)

Les caractéristiques en flexion de la poutre de pare-chocs ou de la partie travaillante formant poutre dans un bouclier, peuvent être entrées au clavier (option 3) ou en appelant les fichiers <*.POU> (option 4)

Dès le premier essai de choc (options 5 et 6, voir figure 8), les absorbeurs sont automatiquement calculés. Ils peuvent être vérifiés ou modifiés en permanence (options 7 et 8)

Les résultats du dernier choc sont disponibles:

Ce programme ne doit être utilisé que par des personnes ayant reçu une formation appropriée.

Les exemples de bonnes corrélations entre les calculs et les essais réels ne manquent pas (consulter MM. BAUCHEL et ALVEZ)

Toutes les configurations de chocs ne sont pas encore disponibles, il manque notamment les chocs en coin pour lesquels il faudrait également intégrer le calcul des contrelames latérales (voir figure 12)

Par contre le programme "Bouclier" prend en compte la loi d'accroissement des surfaces comprimées en fonction de l'enfoncement, et calcule le rayon de courbure critique, en dessous duquel le bouclier ne peut se dégalber entièrement sans casser.

6- CONCLUSION

Le logiciel "SPB" (Section poutre bouclier) est un outil d'aide à la conception plus simple et plus rapide, mais moins précis, que le calcul par éléments finis.

Chacun des trois programmes qui le composent peut être utilisé seul ou chaîné avec les autres.

Les applications de "Section" et "Poutre" ne sont pas limitées aux boucliers.

Bien que le programme "Bouclier" ait été écrit pour le concept d'une poutre de pare-chocs reposant sur deux absorbeurs localisés au droit des longerons, les autres concepts de bouclier peuvent être calculés à partir des résultats affichés pour le choc poteau + pendule sur longeron.

                   Pierre ROUBINET                                                          Gilbert ALVEZ

Archivage PR : fichier World 2000 « ProtectChAnx4.doc », avril 2002
Conversion en fichier HTLM en juin 2012

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