III.3.4 Choix du maillage
Un fois la structure est créée, on a fait le
maillage. Il s'agit d'un maillage progressif. Le modèle disque-plaquette
a été maillé par des éléments volumiques
tétraédriques et quadratiques à 10 noeuds
(fig.III.4).
R
2
P
3
O
K
I
Q
N
J
Z
X
L
4
Y
M
1
Les noeuds: I, J, K, L, M, N, O, P, Q, R
Les faces: 1(J-I-K), 2(I-J-L), 3(J-K-L), 4(K-I-L)
Fig.III.4 : Elément
tétraèdre quadratique isoparamétrique à 10
noeuds.
L'ANSYS Workbench effectue un maillage automatique (par
défaut) .Si on aurait besoin de le raffiner, on doit intervenir dans le
changement des paramètres choisis par défaut. Les figures III.5,
6 donnent respectivement un maillage volumique d'un disque et une plaquette de
frein rainurée.
42
Fig.III.5 : Maillage d'un disque
Fig.III.6 : Maillage d'une plaquette rainurée
Noeuds 33256 éléments 17393. Noeuds 2669
éléments 1266.
Chapitre III Modélisation Thermomécanique du
Problème
43
III.3.5 Détermination de la pression de
contact
Le principe du modèle généralement dans
la littérature prendre en compte à chaque instant
l'évolution du contact disque-plaquette. Cette répartition du
contact permet de calculer et d'appliquer le flux de chaleur crée par
frottement. Dans cette étude, le calcul mécanique initial vise
à déterminer la valeur de la pression de contact (supposée
constante) entre le disque et la plaquette. On suppose que 60% des forces de
freinage est soutenu par les freins avant (les deux rotors), soit 30 % pour un
seul disque [28]. La force de rotor pour un véhicule typique est
calculée en utilisant les données de véhicule contenues
dans le tableau III.3, ayant pour résultat :
Masse du véhicule- M [kg]
|
|
1385
|
La vitesse initiale - [m/s]
|
|
60
|
Le temps d'arrêt-
|
|
45
|
Le rayon effectif du disque - [mm]
|
|
100,5
|
Le rayon de la roue -[mm]
|
|
380
|
Le coefficient de frottement disque/plaquette
|
[/]
|
0 ,2
|
Surface de plaquette [mm2]
|
|
5246,3
|
|
Tableau.III.3 : Données de
véhicule. Les forces travaillant au disque de frein [28] :
La vitesse de rotation du disque se calcule comme suit :
Surface totale du disque en contact avec les plaquettes =
35797 mm2 (Fig.III.7)
Fig.III.7 : Zone de contact
sélectionnée en ANSYS
1 Face : Ac = 35797
mm2
Chapitre III Modélisation Thermomécanique du
Problème
La pression extérieure entre le disque et les
plaquettes se calcule par la force appliquée au disque ; pour une voie
plate, la pression hydraulique est [29] :
Où est l'aire de surface de la plaquette en contact avec
le disque et le coefficient
de frottement. L'aire de zone en contact de la plaquette en
mm2 avec le disque est donnée directement en ANSYS en
sélectionnant cette surface comme indique la couleur vert dans la figure
III.8. Dans le cas d'une plaquette de frein sans rainure, le calcul de la
pression hydraulique exercée est obtenu de la même
manière.
44
Fig.III.8 : 2 Faces Aire = 5246,3
mm2 Fig.III.9 : 1 Corps : Volume= 85534
mm3
Après la visualisation des différends maillages
; en sélectionnant sur les tâches de l'applet du maillage, on
ouvre l'ensemble disque-plaquette sur le modèle FE, on
obtient le résumé de cette importation, ce qui
représenté sur les figures III.10, 11
Fig.III.10 : Modèle FE
d'un ensemble disque-plaquette.
Nom du corps
|
Noeuds
|
Eléments
|
Disque
|
34799
|
18268
|
Plaquette 1
|
1446
|
650
|
Plaquette 2
|
1461
|
660
|
Zone de contact 1
|
0
|
914
|
Zone de contact 2
|
0
|
83
|
|
Tableau III.4 : Résultats
d'un maillage d'un type d'éléments
tétraèdre
quadratique à 10 noeuds.
Chapitre III Modélisation Thermomécanique du
Problème
Contact
Triangulaire
Quadratique
Cible
Triangulaire
Quadratique
45
Fig.III.11 : Zone de
contact.
Nom de type d'élément générique
|
Nom ANSYS
|
Description
|
Tétraèdre quadratique à 10 noeuds
|
Mesh200
|
Meshing Facet
|
Contact triangulaire quadratique
|
Conta174
|
3D 8 Node Surface to Surface Contact
|
Cible triangulaire quadratique
|
Targe170
|
3D Target Segment
|
|
Tableau III.5 :
Résumé des types d'éléments.
III.3.6 Modélisation du modèle de contact de frein
à disque
Pour appliquer le modèle mécanique
d'élément finis avec un rotor, nous considérons les
hypothèses suivantes :
· La pression de freinage est uniformément
répartie sur la zone de contact du disque et les plaquettes.
· Le coefficient de frottement reste constant pendant le
freinage.
· Les matériaux du disque et des plaquettes sont
homogènes et leurs propriétés sont invariables avec la
température.
| 
