Modélisation et dimensionnement des systèmes mécaniques

Libellé du cours :	Modélisation et dimensionnement des systèmes mécaniques
Département d'enseignement :	MSO / Mécanismes Structures Ouvrages
Responsable d'enseignement :	Monsieur DENIS LE PICART
Langue d'enseignement :	Français
Ects potentiels :	4
Grille des résultats :	Grade de A+ à R
Code et libellé (hp) :	G1G2_ED_MSO_MDS - Mod. et dimens. des syst. meca

Equipe pédagogique

Enseignants : Monsieur DENIS LE PICART / Madame MARIEM BHOURI / Madame PAULINE LECOMTE / Monsieur AHMED EL BARTALI / Monsieur PIERRE HOTTEBART / Monsieur XAVIER BOIDIN
Intervenants extérieurs (entreprise, recherche, enseignement secondaire) : divers enseignants vacataires

Résumé

Le but de cet enseignement est de fournir aux étudiants les outils et les méthodologies nécessaires à la modélisation et au dimensionnement des systèmes mécaniques. Cet enseignement est donc tourné vers ceux qui s’intéressent aux métiers d’ingénieur en bureau d’étude et/ou d’ingénieur Recherche et Développement dans le domaine de la mécanique (automobile, aéronautique, aérospatial, ferroviaire…). Cet enseignement sera guidé tout du long par l’étude d’un système mécanique réel qui permettra à l’étudiant de voir la cohérence et le lien entre les différentes disciplines de la mécanique abordées. Au travers d’une problématique de re-conception d’un système mécanique existant (une grignoteuse de tôles minces), l’élève devra évaluer l’impact d’une modification sur le comportement global de ce système et sur les pièces mécaniques existantes. Le but sera de déterminer si un moteur plus puissant permettrait de grignoter des tôles de 2mm d’épaisseur au lieu de 1,3mm. L’analyse passera donc par l’acquisition d’outils de calculs permettant de déterminer le nouvel effort de cisaillement nécessaire à la découpe de la tôle. L’étudiant pourra ensuite utiliser un outil de calcul de dynamique multi-corps pour déterminer la puissance du nouveau moteur. Ensuite il pourra évaluer l’impact de cette modification sur les pièces existantes, en terme de : - résistance des pièces simple (RdM) - tenu des liaisons à la pression de contact - résistance des engrenages - nouvelle durée de vie des roulements à billes - résistance des pièces complexes (MMC - éléments finis) Chaque séance sera orientée « technologie » avec démontage du système mécanique, analyse de systèmes physiques (roulements, engrenages…), utilisation de ressources informatiques

Objectifs pédagogiques

Au terme de cet enseignement, les étudiants appréhenderont les enjeux du dimensionnement et le rôle de l’ingénieur sur le choix d’une méthodologie de conception. Ils aborderont des problématiques liées au travail d’un ingénieur en Bureau d’étude et au travail d’un ingénieur calcul. Pour cela, ils devront être capables de : - Décrire et interpréter les critères de dimensionnement d’un système mécanique ou d’une structure (niveau 2 : Compréhension) - Faire le choix des critères répondant à un cahier des charges donné (niveau 4 : Analyse) - Paramétrer un système mécanique afin d’en déterminer les lois d’entrée - sortie (niveau 4 : Analyse) - Appliquer un principe fondamental de la dynamique afin de calculer les effets dus aux phénomènes d’accélération (niveau 3 : Application) - Utiliser des techniques de dimensionnement répondant aux critères statiques, cinématiques et dynamiques dans le cas de systèmes mécaniques et de structures composés d’une dizaine de pièces (niveau 3 : Application) - Utiliser un outil informatique simple (ex : RdM Le Mans ; CATIA module éléments finis) pour faire du dimensionnement d’avant-projet (niveau 3 : Application) - Utiliser un outil informatique complexe (ex : LMS Virtual Labs) pour faire du calcul (niveau 3 : Application). Contribution du cours au référentiel de compétences ; à l’issue du cours, l’étudiant aura progressé dans : - Thème 2 : L'appréhension de problèmes complexes o Adopter une vision globale et appréhender le problème dans sa complexité § Capacité à comprendre et formuler le problème (hypothèses, ordres de grandeur, etc…) o Modéliser et organiser la résolution § Capacité à reconnaître les éléments spécifiques d'un problème § Capacité à identifier les interactions entre éléments § Capacité à proposer un ou plusieurs scénarios de résolution § Capacité à prendre en compte l'incertitude générée par la complexité o Suivre la resolution § Capacité à converger vers une solution acceptable (suivi hypothèses, ordres de grandeur…)

Objectifs de développement durable

Modalités de contrôle de connaissance

Contrôle Continu / Dernier Contrôle Bloqué du cours
Commentaires: - QCM afin d’évaluer les TEA et les PER - Validation d’une étude de système mécanique (fil rouge) - Examen de 3 h en fin de module - L'assiduité ainsi que les absences injustifiées seront prises en compte dans le calcul de la moyenne.

Ressources en ligne

Cours niveau de base prérequis en ligne sur l’ENT Exercice corrigés en ligne sur l’ENT QCM interactif d’autoévaluation

Pédagogie

Validation des prérequis par QCM Ce cours est basé sur une étude de système mécanique qui sert de fil conducteur. Ce mécanisme sera analysé, démonté, modélisé. Pédagogie inversée : l’élève travaille son cours en TEA, le présentiel avec l’enseignant étant un séminaire d’applications concrètes utilisant des outils AO et d’analyse de systèmes réels.

Séquencement / modalités d'apprentissage

Nombre d'heures en CM (Cours Magistraux) :	2
Nombre d'heures en TD (Travaux Dirigés) :	14
Nombre d'heures en TP (Travaux Pratiques) :	28
Nombre d'heures en Séminaire :	0
Nombre d'heures en Demi-séminaire :	0
Nombre d'heures élèves en TEA (Travail En Autonomie) :	24
Nombre d'heures élèves en TNE (Travail Non Encadré) :	0
Nombre d'heures en CB (Contrôle Bloqué) :	0
Nombre d'heures élèves en PER (Travail PERsonnel) :	0
Nombre d'heures en Heures Projets :	0

Pré-requis

- Notions sur les matériaux (densité, module d’Young, coefficient de poisson…) - Liaisons élémentaires entre solides - Notions de torseur, contraintes et déformations - Equilibre statique des solides (principe fondamental de la statique)

Nombre maximum d'inscrits

64

Remarques

Mots clés : bureau d’étude, mécanique, paramétrage, conception, dimensionnement