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Université Mohamed V de Rabat Ecole Normal Supérieur d’Enseignement Technique d

Université Mohamed V de Rabat Ecole Normal Supérieur d’Enseignement Technique de Rabat Banc d’essai des ossatures Filière : Conception et Production Industriel Soutenu le 15/05/2019 Lieu : ENSET Rabat Réalisée par : Encadré par : AMINE Abdelkarim M. Ait Si Ahmad ELOUMRANI Abdelwahed MAAREFT Ayoub ZARKIK Soukaina ZOULATI Oumaima 1 Université Mohamed V de Rabat Ecole Normal Supérieur d’Enseignement Technique de Rabat Remerciement : Au terme de ce travail, nous tenons à exprimer nos sincères remerciements et notre profonde gratitude à toutes les personnes ayant contribué de près ou de loin à l’élaboration de ce travail. Nous tenons à remercier vivement notre encadrant, Mr Ait Si Ahmad, pour son accueil, le temps passé ensemble et le partage de son expertise au quotidien. Grâce aussi à sa confiance nous avons pu accomplir totalement nos missions. Il fut d'une aide précieuse dans les moments les plus délicats. D’autre part, nous ne pouvons achever ce mémoire sans exprimer notre gratitude à tous nos professeurs de l’Ecole Nationale Supérieure d’enseignement technique de Rabat, pour leur dévouement et leur assistance tout au long de nos études universitaires Enfin, nous tenons à remercier toutes les personnes qui nous ont conseillé et relu lors de la rédaction de ce rapport : nos familles, nos amis et camarades de promotion et en particulier les professeurs. 2 Université Mohamed V de Rabat Ecole Normal Supérieur d’Enseignement Technique de Rabat Résumé : Le présent rapport est un dossier d’étude de conception un banc de TP de résistance des matériaux. Ce banc a pour but de donner à l’étudiant des outils d’analyse et de synthèse. En effet, on va présenter dans ce travail quatre chapitres autre que l’introduction et la conclusion. Le premier chapitre s’intéresse à une recherche bibliographique sur les différentes méthodes du calcule et les différentes solutions existe du banc, le deuxième chapitre aborde une étude d’analyse fonctionnelle, le troisième chapitre traite l’analyse technique en mettant en relief le schéma cinématique, les calculs de dimensionnement, l’étude théorique et numérique. Le quatrième chapitre contient le dossier technique avec tous les dessins de définition. Mots clés : Banc d’essai des ossatures, analyse fonctionnelle, schéma cinématique, conception, gamme d’usinage, Abstract: This raport is a design study brief a resistance TP of materials. this bench aims to give the students tools for analysis and synthesis. Indeed, we will present in this work four chapters other than introduction and the conclusion The first chapter is interested in bibliographic research on the different methods of calculation and the different existing solutions the bench, the second chapter deals with a functional analysis study the third chapter deals with the technical analysis by highlighting the cinematic diagram sizing calculations theoretical and numerical study the fourth chapter contains the technical file with all the definition drawings 3 Université Mohamed V de Rabat Ecole Normal Supérieur d’Enseignement Technique de Rabat Sommair: Introduction : .........................................................................................................................7 Présentation du projet (Diagramme de gaint) : .................................................................8 CHAPITRE I : Etude Bibliographique …………………………………………………...10 1) Introduction : ...................................................................................................................................11 Méthodes de calcul: .............................................................................................................................11 2-1-Méthode énergétique : ..................................................................................................................11 CHAPITRE II : Elaboration du cahier des charges fonctionnel ...............................................17 1) Introduction : ...................................................................................................................................18 2) Analyse Fonctionnelle : ..................................................................................................................18 2-1-Analyse fonctionnelle externe : ...................................................................................................18 2-1-1-diagramme beta à corne ............................................................................................................20 2-1-2-diagramme pieuvre: ..................................................................................................................21 2-1-3-diagramme SADT : ..................................................................................................................22 2-1-4-diagramme FAST : ...................................................................................................................23 2-2 validation de besoin : ...................................................................................................................24 CHAPITRE III : Etude théorique et numérique.........................................................................25 1) Introduction : ..................................................................................................................................26 2) étude théorique : ............................................................................................................................26 3) étude numérique: ...........................................................................................................................30 CHAPITRE IV: analyse technique.....................................................................................................36 1)-introduction..................................................................................................................................37 2)-Caractéristique général.................................................................................................................37 3)-schéma cinématique........................................................................................................................37 4)-fonctionnement et recommandation d’utilisation........................................................................39 4-1) -fonctionnement général............................................................................................................39 5)- calcule et dimentienement...........................................................................................................39 6)-Fabrication ....................................................................................................................................42 6-1)-pièce standars.............................................................................................................................43 6-2)-pièce à récupérer .......................................................................................................................45 6-3)-pièce à fabriquer : .....................................................................................................................46 6-4)-les gamme d’usinage et les contrats des phases : ..................................................................48 CHAPITREIV : dossier technique................................................................................................63 1)-banc des ossatures en 3D..............................................................................................................64 2)-dessin de définition des composants du banc .............................................................................64 2-1) dessin de définition du support de la barre...............................................................................66 2-2) dessin de définition du support principale................................................................................67 2-3) dessin de définition du support de l’axe de comparateur........................................................68 2-4) dessin de définition du support de la charge............................................................................69 2-5) dessin de définition de la barre de la charge ...........................................................................70 2-6) dessin d’assemblage du banc d’essai des ossatures ...............................................................71 Conclusion géneral :..........................................................................................................................72 Bibliographie…………………………………………………………………………………………….73 4 Université Mohamed V de Rabat Ecole Normal Supérieur d’Enseignement Technique de Rabat Figure1 : taches du projet ……………………………………………………………………………………………….8 Figure2 : développement du projet…………………………………………………………………………….……9 Figure3 : Diagramme de PERT………………………………………………………………………………………….9 Figure1 .1 : poutre dans l’état initial ……………………………………………………………………………….11 Figure1.2 : poutre dans l’état final……………………………………………………..……………………………12 Figure1.3 : poutre……………………………………………………………………………………………..…………….12 Figure1.4 : portique a double encastrement…………………………………………………………….………13 Figure2.1 : beta à corne ………………………………………………………………….………………………………20 Figure2.2 : Diagramme pieuvre……………………………………………………………….………………………21 Tableau2.3 : Liste des fonctions de services…………………………………………………….………………21 Tableau2.4 : cahier des charges……………………………………………………………………………….………22 Figure2.5 : diagramme SADT……………………………………………………………………………………………22 Figure2.6 : diagramme FAST…………………………………………………………………………………………….24 Figure3.1 : ossatures……………………………………………………………………………………………………….26 Figure3.2 : poutre isolée…………………………………………………………………………………………….……30 Figure3.3 : choix de la structure………………………………………………………………………………………30 Figure3.4 : coordonnées des nœuds………………………………………………………..………………………30 Figure3.5 : les nœuds………………………………………………………………………………………..…………….31 Figure3.6 : liaison articulation sur les nœuds…………………………………………………………..………31 Figure3.7 : Dimensions de ossatures…………………………………………………………………………….…32 Figure3.8 : application d’une force nodale…………………………………………………………….…………32 Figure3.9 : application d’une force nodale………………………………………………………………….……33 Figure3.10 : calcule de déplacement…………………………………………………………..……………………34 Figure3.11 : essai sur les ossatures en plexiglas…………………………………………………….…………34 5 Université Mohamed V de Rabat Ecole Normal Supérieur d’Enseignement Technique de Rabat Figure3.12 : déplacement maximal…………………………………………………………………………….……35 Figure4.1 : Banc d’essai des ossatures…………………………………..…………………………………………37 Figure4.2 : Le schéma cinématique…………………………………………………….……………………………38 Figure4.3 : dimensionnement du banc ……………………………………………………………………………42 Figure4.4 : pièces standards…………………………………………………………………………………………….43 Figure4.5 : le châssis……………………………………………………………….……………………………………….44 Figure4.6 : barre du comparateur…………………………………………………….………………………………45 Figure4.7 : Poutre cornière……………………………………………………………………….…………………….45 Figure4.8 : support de charge……………………………………………………………………………..………….46 Figure5.1 :Banc d’essai en 3D………………………………………………………….……………………………..64 Figure5.2 : support de la barre……………………………………………………………………….………………66 Figure5.3 : support principale…………………………………………………………………………………………67 Figur5.4 : support de l’axe de comparateur……………………………………………………………………68 Figure5.5 : support de charge………………………………………………………………………………..………69 Figure5.6 :la barre de la charge……………………………………………………………………..………………70 Figure5.7 : banc d’essai des ossatures……………………………………………………………………………73 6 Université Mohamed V de Rabat Ecole Normal Supérieur d’Enseignement Technique de Rabat Introduction : Dans le cadre de notre projet industriel, nous devions concevoir et réaliser un banc de TP de résistance des matériaux. Ce banc a pour but d’une part de permettre aux étudiants d’observer, sentir et mesurer les déplacements et effets des sollicitations simples et combinées. D’autre part le banc doit pouvoir permettre aux professeurs d’expliquer de manière simple et concrète le cours à travers des démonstrations sur le banc, dans le souci de pouvoir vérifier les théories. Ceci nous amène donc à trouver la meilleure solution technologique en vue de satisfaire les besoins des élèves et des professeurs. Mise à part toutes les difficultés rencontrées dans ce projet, nous avions été passionnés par nos manières d’aborder les problèmes en prenant à chaque fois deux personnalités. La première est l’élève qui souhaiterait faire un TP simple sans trop réfléchir mais acquérir beaucoup de connaissances. La deuxième personnalité est le professeur qui aimerait se faire vite comprendre pour mieux libeller son cours dans les temps tout en étant rassuré que ses résultats est vérifient. Toutes ces contraintes nous confient alors une mission à exécuter avec du sérieux et adresse. Nous avons donc misé sur toutes nos connaissances en management de projet, en sciences de l’ingénieur et en sciences fondamentales. Bénéficiant des atouts comme l’esprit d’équipes, nos relation le pilotage du projet Monsieur Mohammed ait si Ahmad ; nous sommes parvenus à concevoir le banc. Mais étant toujours préoccupé par la qualité, le coût et le délai. ‘’ Tout ce qui mérite d’être fait mérite d’être bien fait ‘’ 7 Figure1 : taches du projet Université Mohamed V de Rabat Ecole Normal Supérieur d’Enseignement Technique de Rabat Présentation du projet (Diagramme de gaint) : 1. PLANIFICATION : La méthode utilisée par nous dans la planification de ce projet est comme suit Au début, nous indiquer avec Monsieur AIT SI HMD le but de notre projet et toutes les phases que nous avions besoin pour fonctionner. Pour ce faire, nous avons commencé de travailler dès le premier jour avec le plan de travail que nous devons continuer le long du parcours pour atteindre notre objectif. Le calendrier est composé à l'étude du projet qui comprend l'analyse fonctionnelle, le diagramme FAST, cahier des charges, technologies veille, amendement du retenu modèle, une fois fini le projet nous étudions la conception de la structure avec le dessin, calculs et dimensionnement, bureau des études et méthodes, de la construction CATIA. Poursuite de la construction, commandes, réception, fabrication, assemblage. Pour en finir avec Powerpoint de la soutenance et rapport 2. Diagramme de gaint : Dans le diagramme de Gantt, nous pouvons voir l'évolution qui a été initialement approuvé par la planification. Les différentes taches du projet : 8 Université Mohamed V de Rabat Ecole Normal Supérieur d’Enseignement Technique de Rabat Le développement du projet : Diagramme de PERT : 9 Figure2 : développement du projet Université Mohamed V de Rabat Ecole Normal Supérieur d’Enseignement Technique de Rabat CHAPITRE I : Etude Bibliographique 10 Université Mohamed V de Rabat Ecole Normal Supérieur d’Enseignement Technique de Rabat 1) Introduction : On va faire une étude bibliographique sur les différentes méthodes de calcul de notre projet, dans le but de comment aborder l’étude d’un problème réel de construction et dans quelle mesure les théories mathématiques de la résistance des matériaux élastiques parfait sont-elles utilisables ? quelles précautions faut-il prendre pour passer des chargements réels de solides uploads/s3/ rapport-du-projet-banc-d-x27-essai-2.pdf