Rigidité en flexion d’un vilebrequin

Abstract

Durant les premieres etapes de dimensionnement d’un moteur, on definit des cotes clefs relatives en particulier au vilebrequin. Le choix approprie de ces cotes, dimensionnant pour d’autres pieces, necessite plusieurs iterations. N’etant pas aise de faire appel a des calculs de structure de type elements-finis qui seront couteux en temps et qui necessitent des moyens de calcul importants, un calcul de type « resistance des materiaux » peut etre utile, rapide et suffisamment precis dans ce cas. Le vilebrequin est alors modelise en flexion par un arbre cylindrique, compose de quatre troncons a section elliptique. Chaque troncon represente une partie inter-paliers du vilebrequin d’un moteur quatre cylindres en ligne. Ce travail presente une methodologie d’identification des caracteristiques geometriques des sections droites elliptiques equivalentes d’une modelisation de type R.d.M. sensees representer la geometrie reelle du vilebrequin. Disposant de la CAO du vilebrequin et du chargement reel au cours du cycle moteur on calcule en elasticite tridimensionnelle par elements-finis les reactions aux paliers. Par comparaison avec des calculs de meme type du modele R.d.M., on identifie les sections et leur ellipticite pour la poutre « vilebrequin ». Cette methodologie a le merite d’etre simple et efficace lors des calculs quasi statiques du vilebrequin.