Châssis de conception VDS voiture à pile à combustible (4 / 6 étapes)

Étape 4: Validation de MEF 2/3

4G BOSSE
Quand la voiture frappe une bosse sur la route le châssis doit supporter une charge de 4 fois la masse dans le sens vertical sur la point d’ancrage de la suspension. La masse de la cible de la voiture est de 500 kg, ainsi que la masse du conducteur et du passager, il s’agit de 650 kg. Cela signifie que la force dans les points de montage est égale à 4 * g * 650/3 = 8502 N.

Critères de rupture :
La contrainte maximale (Von Mises) doit être inférieure puis la limite d’élasticité divisée par un facteur de sécurité.
Le déplacement maximal (somme de vecteur de déplacement) doit être inférieure à 1/400 de l’empattement. Il s’agit d’une règle pour la rigidité en flexion du châssis.

1G STEER
Quand la voiture doit faire un brusque virage (p. ex. pour éviter la collision) le châssis a à supporter une charge de 1 fois la masse dans le sens horizontal à la suspension avant leurs points d’ancrage. Ce moyen est égal à une force de 1 * g * 650/2 = 3188 N.

Critères de rupture :
La contrainte maximale (Von Mises) doit être inférieure puis la limite d’élasticité divisée par un facteur de sécurité.

FREIN 1G
Quand la voiture doit faire un arrêt d’urgence (par exemple pour éviter la collision) le châssis a à supporter une charge de 1 fois la masse dans le sens horizontal à la suspension avant leurs points d’ancrage. Ce moyen est égal à une force de 1 * g * 650/2 = 3188 N.

Critères de rupture :
La contrainte maximale (Von Mises) doit être inférieure puis la limite d’élasticité divisée par un facteur de sécurité.

TORSION
Le châssis doit avoir une rigidité torsionnelle de 2000 Nm/deg: quand un moment de 2000 Nm est appliqué sur l’axe central de la voiture (l’axe dans le plan central de la voiture entre la suspension arrière et suspension avant) le châssis est autorisé à avoir une rotation de 1 degré.

La façon de le faire dans ANSYS consiste à appliquer une force dans le sens vertical (en face de direction) dans les points de suspension avant et de limiter les déplacements du point de suspension arrière. Exécuter la simulation et examiner la somme de vecteur de déplacement (USUM): convertir cette translation en rotation.

Encore une fois le 2000 Nm/deg est une règle de base.
L’importance de la rigidité torsionnelle du châssis est tout simplement la capacité de maintenir une plate-forme stable pour la suspension à opérer à partir et se rapportent à la surface de la route (Source : http://www.jblmotor.com/JBLchassis.html, 7 juillet 2006)

CHARGEMENT STATIQUE
Charge statique est de vérifier si le châssis est capable de supporter toutes les charges des composants dans la voiture. On obtient la liste de composants (en fonction de l’estimation) suivante :

Composante poids (kg)
Propulsion 80
Système de pile à combustible 200
Stockage de l’énergie 20
Corps composite 50
Intérieur (sièges, tableau de bord) 100
Conducteur et passager 150

Le problème est que nous ne savons pas encore où tous les composants seront placés dans la voiture. Charger normalement les exigences pour torsion- et la rigidité de flexion sont dominants au chargement statique, donc à ce stade, nous n’avons pas à vous soucier de la charge statique à une grande partie.
Lorsqu’il y a plus d’informations sur le placement des composants on peut faire une analyse statique pour vérifier la concentration de contraintes locales.

COLLISION FRONTALE 5G
Une charge répartie de 5 * g * 650 = 31882 N sera appliqué aux tubes frontales de la voiture. La contrainte maximale doit être inférieure à la limite d’élasticité divisée par un facteur de sécurité.

5G CÔTÉ SOLLICION
Même que collision avant, sauf que les forces agissent sur les tubes latéraux du châssis.

COLLISION ARRIÈRE 5G
Même que collision avant, sauf que les forces agissent sur les tubes arrière du châssis.

ROULEMENT DE 3G
Une charge répartie de 3 * g * 650 = 19129 N sera appliqué aux tubes sur le toit du châssis. La contrainte maximale doit être inférieure à la limite d’élasticité divisée par un facteur de sécurité.