Étude des méthodes d'évaluation des cas de chargement d'un châssis de véhicule récréatif

Abstract

Le dimensionnement d’une structure métallique nécessite de connaître les caractéristiques du matériau utilisé et des chargements appliqués à la structure. Ces connaissances permettent d’estimer les contraintes induites dans la structure, et son comportement face à ces contraintes. Il est ensuite possible de modifier la structure pour éviter les défaillances mécaniques durant la durée de vie prévue. Il existe plusieurs façons de déterminer les efforts subis par un châssis de véhicule à partir des efforts mesurés aux roues du véhicule. Ces méthodes utilisent des modélisations multi-corps dites « semi-analytiques » utilisant des signaux issus d’essais terrain. Les méthodes considèrent différents paramètres, avec des conditions limites sur le châssis qui varient d'une méthode à l'autre. Il n’existe pas de comparaison chiffrée sur la précision de ces méthodes, et il n’existe pas non plus d’étude sur l’impact de certains paramètres de modélisation comme la fréquence d’acquisition ou la modélisation des flexibilités de pièces de suspension sur la précision des résultats issus des études « semi-analytiques ». L’étude menée dans le cadre de cette maitrise a eu comme objectif de déterminer, parmi un éventail de méthodes utilisées dans l’industrie, laquelle est en mesure de donner les résultats les plus fiables d’efforts au châssis à partir d’efforts mesurés aux roues, et, une fois cette méthode déterminée, d’identifier sa sensibilité à certaines variations de paramètres de modélisation. Pour ce faire, une étude a été menée en créant une simulation de référence « analytique complète », avec un profil de route et un modèle de pneu, générant des signaux d’efforts aux roues utilisés dans plusieurs simulations « semi-analytiques », appliquant ces efforts directement sur les moyeux du véhicule, sans modèles de pneus ou de route. Les signaux d’efforts au châssis ont ensuite été comparés entre la simulation de référence et les simulations « semi-analytiques ». La méthode la plus précise a été déterminée. L’influence de différents paramètres de modélisation sur la précision de cette méthode a ensuite été évaluée. Une méthode s’est distinguée dans cette étude. Dans celle-ci, les efforts enregistrés aux roues sont appliqués aux moyeux du véhicule simulé, un algorithme de contrôle applique des efforts pour maintenir la position du châssis et la vitesse des roues proche de celles enregistrées dans l’essai de référence. Les flexibilités des pièces de suspension sont représentées et la fréquence d’acquisition est de 2000 Hz. C’est cette méthode qui est recommandée comme la plus précise pour déterminer les efforts au châssis d’un véhicule à partir des efforts mesurés aux roues.