Etude de choix de materiaux pour un VTT en utilisant la methode des indices de performance

Résumé du document

Le choix des matériaux est à la fois difficile et crucial de part :
- Le nombre des matériaux technique est élevé (entre 40 et 80 000)
- La variété des contraintes exigées et leurs caractères souvent contradictoires.
Une étude du choix des matériaux aboutissant à un outil pouvant aider à trouver un matériau optimum
est de la plus haute importance. Ainsi, au travers d'un raisonnement complet et objectif, nous pouvons
décider quel matériau est idéal pour la fabrication d'un cadre de vélo. Sommairement, l'objectif ci-dessus
s'illustre par :
- Minimiser globalement les coûts (matières premières, fabrication, logistique, transport,
entretiens, recyclage, etc.).
- Augmenter globalement la performance (poids, simplicité, confort, caractéristiques
mécaniques, durée de vie, etc.).

Extraits

[...] Techniques de l'ingénieur F.Ashby, M. (2000). Choix des matériaux en conception mécanique. Cambrige: DUNOD. MatWEB. (n.d.). [...]

[...] Une étude du choix des matériaux aboutissant à un outil pouvant aider à trouver un matériau optimum est de la plus haute importance. Ainsi, au travers d'un raisonnement complet et objectif, nous pouvons décider quel matériau est idéal pour la fabrication d'un cadre de vélo. Sommairement, l'objectif ci-dessus s'illustre par : - Minimiser globalement les coûts (matières premières, fabrication, logistique, transport, entretiens, recyclage, etc.). - Augmenter globalement la performance (poids, simplicité, confort, caractéristiques mécaniques, durée de vie, etc.). Difficultés majeures pour la conception du cadre et l'importance du matériau : Afin d'avoir une démarche de sélection objective, nous utiliserons la méthode des indices de performance, développée par le Professeur ASHBY de l'université de Cambridge : Figure 1 Construction des indices de performance La performance d'une pièce, d'une structure comprend trois types de spécifications : - les exigences fonctionnelles - la géométrie - les propriétés du matériau La performance peut être décrite par la fonction : Pe= Fo,Ge,Ma) Soit Pe= f1(fo).f2(Ge).f3(Ma) Ces différentes fonctions sont en général indépendantes. [...]

[...] Nous y trouvons les CFRP (excellents en rigidité et en résistance) T700, suivi de prés par les alliages de titane(B265), d'aluminium (T7075,6061), de magnésium( AZ61), enfin viennent les aciers bas carbone (Reynolds 753, 853). Calculs des indices Calculons maintenant les valeurs des indices de performance, afin de déterminer notre meilleur candidat : Tableau 3 Les CFRP et les alliages de Titane arrivent en tête. Cependant leur prix et leurs difficultés de mise en œuvre ne nous permettent pas de les utiliser. [...]

[...] Les alliages d'aluminium présentent un bon compromis entre la rigidité, la résistance et coût ( 2.34 Le meilleur d'entre eux est le 7075-T6. Conclusion Le matériau choisi pour notre cadre est l'alliage d'aluminium 7075-T6. Grâce à la méthode des indices de performance, nous avons pu mener une étude de choix de matériaux claire et objective. Cependant, il serait intéressant de faire appel aux logiciels sélection, afin de pouvoir pondéré nos indices et d'accéder directement à une base de données de matériaux importante. Bibliographie ASHBY, Y. B. (s.d.). Choix et usage des matériaux T5100-1. [...]