Modélisation 3D en super-éléments du vilebrequin du moteur F4 L912 par la méthode des éléments finis

Abstract

La thèse est partagée en trois grands chapitres partagés en sections, traitant chacun un domaine bien défini, et nous avons prévu un chapitre de discussion et des annexes auxquelles nous nous référerons. Nous commençons, au chapitre 1 par la présentation du vilebrequin F4L912 en insistant sur les symétries et les répétitions de formes qu'il présente. Puis une étude cinétique et dynamique du système bielle-manivelle a été développée pour déterminer les efforts appliqués sur la manivelle permettant de déduire ceux appliqués sur le modèle. Les résultats graphiques des efforts sont présentés à la fin du chapitre. Au chapitre 2, après une présentation de la MEF et du logiciel ABAQUS utilisé, nous établissons un maillage 3D (tri-dimensionnel) pour chaque constituant du vilebrequin, ceci en utilisant des éléments qui tiennent compte des différentes déformations au sein du vilebrequin, ainsi nous déterminons la matrice de rigidité de chaque constituant. Dans un soucis de réduction de la taille des systèmes à résoudre et de commodité de maillage nous utilisons la technique des équations de liaisons (MPC). Dans ce chapitre nous présentons toutes les possibilités du maillage par ABAQUS. Au chapitre 3, vu que nous aboutissons à une taille assez importante du système à résoudre, nous sommes dans l'obligation de faire appel à des techniques de stockage, et de sous-structuration dans le souci de réduction de cette taille. La technique de condensation et résolution par élimination frontale est introduite pour cet effet. Nous formons ainsi ce que l'on appelera des super-éléments. L'assemblage de ces super-éléments se fera après avoir déterminé les rigidités de l'ensemble des constituants par des matrices de passage adéquates, ce qui déterminera la matrice de rigidité "condensée" du modèle pour procéder à la simulation statique. Nous terminons l'étude (chapitre 4) par un procédé qui permettra d'extrapoler les résultats du modèle statique F4L912 à d'autre type de vilebrequin, ou toute autre structure de forme cylindrique comme étant une étape préliminaire d'analyse, ce qui donnera une originalité à notre travail.