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Article technique
Juillet 2016
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www.read-eurowire.comcinématique (rapport de transmission) et
la dynamique (charges réciproques) se
produisant dans tout couple d’engrenages.
La
Figure 4
montre le système à détorsion
des engrenages. L’on peut voir aisément
que la «fonction engrenage» de RecurDyn®
a été amplement utilisée en raison de la
conformation de la chaîne de transmission.
Lorsqu’on effectue chaque simulation,
les
charges
sont
automatiquement
combinées le long des chaînes de trans-
mission, ce qui conduit à une estimation
précise de la puissance requise pour la
totalité des arbres moteur.
En tant que parties actives de la machine,
les moteurs électriques sont modélisés
en tenant compte de la réelle inertie
des parties en rotation et en utilisant les
courbes constructives réelles (couple et
vitesse) de moteurs à induction modernes.
Autrement, en utilisant des moteurs
idéaux (très facile et simple dans le cas de
RecurDyn®) il y aurait le risque d’obtenir
une réponse imprécise.
En fait, une telle approche pourrait
générer des pics de couple irréalistes dans
les signaux simulés; tout simplement il
n’existe pas de moteurs à couple illimité.
La
Figure 5
montre un exemple des lois
concernant les moteurs.
Simulation dynamique
et résultats
Un grand nombre de simulations
dynamiques sont gérées, plus de 60
cas sont analysés, sur la base des cas de
charge possibles différents préalablement
définis.
Chaque simulation dynamique consiste
en trois phases: l’accélération (de 0 à la
vitesse maximale), un état stable à la
vitesse maximale et le freinage d’urgence
(décélération de la vitesse maximale à zéro
en quelques secondes).
Du grand volume de données recueillies,
il est possible de définir toutes les
informations nécessaires à la conception,
en particulier, la puissance maximale
nécessaire pour les moteurs et le couple
maximal et la vitesse maximale sur chaque
partie.
Ces données sont fondamentales pour le
bon choix de moteurs et pour une bonne
conception structurelle des parties (rotor,
berceaux, joints, etc.).
La
Figure 6
montre les résultats en
termes de vitesse de rotation et de
couple de chaque partie de la chaîne de
transmission.
La
Figure 7
montre la puissance d’un
couple
moteur
typique
dans
un
engrenage. Les pics, clairement visibles
dans la courbe, sont dus au déséquilibre
des bobines.
Résultats dynamiques
comme données
structurelles
Comme expliqué précédemment, les
résultats obtenus à partir de la simulation
dynamique sont les données d’entrée
de la simulation structurelle. En utilisant
le logiciel de structure CAE ANSYS
Workbench, qui est directement liée à
RecurDyn®, MFL effectue la simulation du
comportement mécanique des parties
principales de la toronneuse planétaire.
Le but consiste à vérifier que la totalité
des composants soient conformes aux
spécifications de résistance et de déform-
abilité. Sur une toronneuse planétaire,
toutes les parties sous chargement de
fatigue (la
Figure 8
représente la charge
sur le châssis principal d’un berceau au
cours d’une rotation autour de son axe);
il s’ensuit que les ingénieurs utilisent des
méthodes spécifiques pour la vérification
de la structure soudée sous fatigue telles
que les méthodes “
hot spot
”, Radaj, etc.
La
Figure 9
montre la déformation et la
contrainte de Von Mises équivalente
sur un berceau en deux positions. Enfin,
un contrôle des fréquences Eigen de
la totalité des parties de la machine a
été effectué pour éviter tout risque de
résonance.
▲
▲
Figure 4
:
Détorsion planétaire
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Figure 5
:
Courbes du couple et puissance dans un
moteur à induction
Vitesse (tours/minute)
Puissance (kW)
Couple (Nm)
Vitesse (tours/minute)
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Figure 6
:
Vitesse et couple sur chaque arbre de
détorsion
▼
▼
Figure 7
:
Courbe de couple d’un engrenage
Dispositif à détorsion 1 – roue 2 –
grandeur couple moteur (Nm)
Temps (s)
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Figure 8
:
Charge sur les berceaux
Position horizontale
Position verticale