TD : suspension de VTT

TD
Mécanique
Durée : 0h45
Nom : .................................
Résistance des Matériaux (RdM)
Suspension VTT Bomba
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Prénom : ............................
- Condition de réalisation : A partir d’un modèle d’un système ayant pour fonction l’étude en RdM.
- Objectif : Déterminer les efforts de cohésion, les contraintes maximales et déterminer l’aptitude du
système à satisfaire le CdCF.
- Connaissances associées : Torseur de cohésion, sollicitations simples, critère de résistance.
Mise en situation
VARIO est une société française implantée dans la région Rhône Alpes
spécialisée dans la conception et la fabrication de Vélo Tout Terrain. Le
modèle Bomba est conçu pour s'exprimer en « Freeride » et dans les
descentes marathon, ce VTT est doté d'une
suspension à triangle unifié assurant un fonctionnement optimal de la
transmission et une grande robustesse. Le bras oscillant et les biellettes
de suspension sont montés sur des roulements étanches surdimensionnés.
Les caractéristiques du VTT sont :

Cadre poutre en aluminium 7005 T6

Fourche Marzocchi EXR Pro air de120 mm de débattement

Amortisseur Fox Vanilla R de 120 mm de débattement

Freins à disque hydrauliques HAYES HFX 9 XC, 160 mm

Poids total : 13,8 kg

Prix tarif 2003 : environ 2 800 €
Problème technique posé
Sur le prototype, un problème de
déboîtement des roulements de la liaison
levier S3 – biellette S2 est apparu lors des
premiers essais réels, menant à un
dysfonctionnement
majeur
de
la
suspension arrière.
Une esquisse à main levée d'une nouvelle
biellette prototype de type « fermée » est
donnée ci dessous :
TD - RdM Traction MEF -VTT Bomba.doc- Créé le 21/04/2011 4:00
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Résistance des Matériaux (RdM)
Suspension VTT Bomba
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Travail demandé
1/ Vérification du critère de résistance de la nouvelle biellette prototype
L’objectif est de vérifier la résistance de la nouvelle biellette prototype en calculant la contrainte subie par la section
AA de la pièce. Le matériau choisi est un alliage d'aluminium 7075 [Al Zn 5.5 Mg Cu] de limite élastique 440 MPa.
Une étude dynamique complémentaire de l’étude statique précédente a permis de calculer que l’effort de
compression sur la biellette est très élevé et peut atteindre une valeur de 10 000 N.
Q1/ Exprimer littéralement la contrainte normale dans la section AA, en considérant le paramètre de condition de
résistance a.
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Q2/ En supposant a = 8 mm, calculer la valeur de la contrainte de compression dans la section A-A.
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Q3/ Conclure quant à la résistance de cette partie de la pièce.
La contrainte maxi de la section est largement inférieure à la limite élastique du matériaux.
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Donc la biellette résistera sur cette partie.
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2/ Optimisation des formes de la biellette industrialisée
L'entreprise a procédé à une simulation informatique du comportement en charge du modèle prototype de la
biellette à l’aide d'un logiciel de calculs par éléments finis : le résultat de cette simulation est fourni en page 3.
Q4/ Sur la carte des contraintes de la page 3, identifier et entourez en rouge les zones de plus fortes contraintes
(concentrations de contraintes).
Q5/ Indiquer dans l’encart de la page 3 la valeur de la contrainte maximum (σmax) subie par la pièce. Conclure
quant à la résistance de la pièce (rappel : Re=440 MPa)
Q6/ A partir d’un croquis à main levée commenté, proposer des modifications de forme permettant de limiter les
concentrations de contraintes dans la biellette industrialisée.
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Extrait du dossier technique
287,8 MPa
La biellette résiste
car σmax<Re
Propositions de formes pour optimiser la biellette :
Réalisation de congés de raccordement pour limiter le phénomène de concentration de
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contrainte.
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