Encyclopedie de la recherche sur l'aluminium au Quebec - Edition 2014 | Page 61

TRANSFORMATION ET APPLICATIONS // TRANSFORMATION AND APPLICATIONS

Étude en fatigue des structures allégées en
aluminium mises en forme par cintrage et
ÉTUDE EN FATIGUE DES STRUCTURES ALLÉGÉES EN ALUMINIUM MISES EN FORME
soudage dans l’industrie de transportL'INDUSTRIE DE TRANSPORT DE SURFACE
de surface
PAR CINTRAGE ET SOUDAGE DANS
(Fatigue study of lightweight structures in aluminum
FATIGUE
shaped by bendingSTUDYwelding in the surface
and OF LIGHTWEIGHT STRUCTURES IN ALUMINUM SHAPED
BY BENDING AND WELDING IN THE SURFACE TRANSPORTATION INDUSTRY
transportation industry)
Cristian Iorga,
[e-mail]

William Rougé,

Alain Desrochers

William.Rougé@usherbrooke.ca

et

[e-mail]

59

Ahmed Maslouhi
[e-mail]

Université de Sherbrooke

I. Problématique et objectifs

Due à la complexité géométrique des châssis conçus pour équiper les véhicules motorisés,
la réduction de la masse de ces derniers par conversion de matériaux soulève quelques
problèmes au niveau des procédés de fabrication et d’assemblage.
Ainsi, dans le cas du procédé de cintrage, le défi a été de déterminer la valeur minimale
admise du rayon de cintrage tout en assurant l’intégrité structurale du matériau. De plus, le
procédé de soudage génère des concentrations de contraintes et un affaiblissement de la
résistance mécanique du matériau au niveau de la zone affectée thermiquement (ZAT).
L’objectif principal du projet est de réduire la masse du système structural d’un véhicule
récréatif d’au moins 35%. Un des objectifs spécifiques du projet est d’analyser localement
l’impact des procédés de cintrage et de soudage sur la durée de vie en fatigue d’un châssis
fabriqué en alliage d’aluminium 6061-T6.

II. Simulations et acquisitions de données

La méthodologie développée est basée sur plusieurs itérations aux
étapes de calculs analytiques et numériques, ce qui permet de minimiser
le nombre d’itérations à l’étape de validation expérimentale du châssis.
Pour atteindre cet objectif, quelques zones critiques ont été ciblées et des
analyses spécifiques et locales ont été effectuées afin de s’assurer que
les procédés choisis ne nuisent pas à la durée de vie du châssis.
1. Modélisation des maquettes
numériques et identification des
cas de chargements

Zones critiques du châssis
au niveau de procédés de
fabrication et d’assemblage
Type de jauges: rosette à 45
dég. CEA-13-062UR-350

3. Tests expérimentaux et
acquisition des données

2. Simulations numériques pour
plusieurs niveaux de contraintes

III. Analyse et résultats
4. Validation des procédés et rétroaction sur
les cas de chargements

Force du vérin
pour le virage

Force du vérin
pour le freinage
Gabarit

PRIX AXE 2 // AXE 2 AWARD

Poutre cintrée

Poutre cintrée

Joint soudé
(TIG)

Contrainte (MPa):
Flexion
150; 200;
Flexion+Torsion
150; 200;
Déflexion (mm):
Flexion
2.1; 2.5; 2.9 2.6;
Flexion+Torsion 3.1; 3.8; 4.3 3.5;

Cas de chargements
appliqués:
1) Freinage (flexion pure)
2) Virage (flexion + torsion)

250
250
3.1; 3.8
4.3; 5.1

Le logiciel TCE_v3.15 a été utilisé pour
configurer les canaux du système e-DAQ et
pour calibrer les jauges de déformation.
Le logiciel EASE3 a été utilisé