Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Concours externe de recrutement de professeurs agrégés Composition sur les tech

Concours externe de recrutement de professeurs agrégés Composition sur les technologies de fabrication Ce sujet comporte: - 1 fascicule sujet de 9 pages d'énoncé du problème comprenant 3 parties identifiées, "Partie A", "Partie B", "Partie C" - 2 chemises intitulées "Dossier Technique", "Dossier Ressources". Après avoir complété les en-têtes, le candidat remettra en fin d'épreuve ses copies paginées et ses "document-réponses" regroupés dans trois chemises distinctes : PARTIE A : Choix de matériaux, de procédés et traitements associés PARTIE B : Analyse et optimisation de processus PARTIE C : Etude du processus d’assemblage, contrôle du produit Calculatrice électronique de poche – y compris programmable, alphanumérique ou à écran graphique – à fonctionnement autonome, non-imprimante, autorisée conformément à la circulaire n° 99-186 du 16 novembre 1999. En aucune façon, la calculatrice ne pourra posséder de données scientifiques et techniques propres au génie mécanique et à l'automatique. Tout document et autre matériel électronique sont interdits. SESSION 2003 section : génie mécanique durée : 8 heures 1/9 Fascicule sujet Sommaire: Mise en situation Page 2 Partie A Choix de matériaux, de procédés et traitements associés Page 3 Partie B Analyse et optimisation de processus Page 6 Partie C Etude du processus d’assemblage, contrôle du produit Page 8 Avertissement : ?? Le candidat est invité à formuler toutes les hypothèses nécessaires à la résolution du problème posé. ?? Les parties A, B et C utilisent le même support mais le candidat peut tirer avantage d’une lecture complète du sujet afin de valoriser au mieux ses compétences. Organisation des documents associés au fascicule sujet : ?? 1 chemise DOSSIER TECHNIQUE dans laquelle des documents spécifiques au support de l'étude, seront identifiés "DOCUMENT TECHNIQUE DT [n° du document]", ?? 1 chemise DOSSIER "RESSOURCES" dans laquelle des documents extraits de catalogues, seront identifiés "DOCUMENT RESSOURCE DRS [n° du document]", ?? Les documents anonymables peuvent être utilisés comme « Document Réponse ». 2/9 MISE EN SITUATION Le projet d’étude d’industrialisation concerne un système d’ancrage de sièges additionnels [Documents techniques DT1 à DT10] proposé en option sur des véhicules « break ou monospace » de constructeurs différents. Deux systèmes sont implantés l'un à gauche et l'autre à droite du siège repliable. La production actuelle de véhicules équipés de cette option est de 800 par mois. Ce système équipera bientôt un autre type de véhicule, l’équipementier des sièges demande à son fournisseur en mécanique : ?? une augmentation de 100% à 140% de la production actuelle ; ?? une diminution du coût de 5% ; ?? le respect d’un nouveau cahier des charges plus contraignant concernant la maîtrise des processus, des procédés et des délais . L’entreprise fournissant ce sous-ensemble dispose d’un atelier de fabrication, d’un atelier d’injection plastique et de secteurs réservés au contrôle, à l'assemblage et aux expéditions. Cette entreprise qui fait également appel à des sous-traitants, se propose de reconsidérer dans sa globalité l’industrialisation du produit, aussi bien pour ce qui concerne les matériaux, les modes opératoires que les moyens de production mis en œuvre lors du marché précédent. Pour tenir compte des nouvelles contraintes, les études doivent s’appuyer sur une analyse technico-économique des procédés et des processus de manière à optimiser l’ensemble « coût – qualité - délais ». Elles s'adressent : ?? A la vérification de la pertinence du choix de l'association matériau / procédé sur la "poignée" pages 3 et 4. ?? Au choix d'une solution de protection contre la corrosion et d'obtention de dureté superficielle page 5. ?? A l'analyse du processus de fabrication de la pièce "corps de pied" pages 6 et 7. ?? A la définition de la commande éventuelle d’un nouveau centre de tournage pour réaliser des gains de productivité page 7. ?? A l’implantation d’une ligne de montage du sous-ensemble de verrouillage et l’étude de nouveaux outillages permettant de diminuer les temps d’assemblage page 8. ?? A l’équipement d’un système de contrôle des spécifications r elatives à la fonction « verrouillage » du système de façon à éliminer les essais d’arrachage et d’éviter les rebuts non justifiés (actuellement 15 pour mille) pages 8 et 9. 3/9 A. Choix de matériaux, de procédés et traitements associés Pièce N° 11 : Poignée La fonction technique de cette pièce est de supprimer le jeu axial et le jeu radial entre le dispositif d'ancrage relié au siège et le plancher de la voiture. Le matériau actuellement utilisé est un polymère chargé à 30% de fibres de verre (PA6-6 chargé) qui est mis en forme par un procédé d’injection sous pression. Avant de remettre en cause tout ou partie des choix précédents, on se propose d'étudier la réalisation ainsi définie. A.1 Etude de la solution polymère chargé - injection plastique. A.1.1 Commentez ce choix de matériau en mettant en regard ses principales propriétés et les exigences du cahier des charges de la pièce. A.1.2 Faire un croquis représentant l'ensemble de l'outillage d'injection. Vous vous attacherez particulièrement à mettre en évidence : - le nombre d'empreintes ; - l'architecture (nombre de plaques, tiroirs, systèmes particuliers, etc.) ; - le plan de joint ; - le système d'alimentation ; - le système d'éjection des pièces ; - le choix des matériaux des principaux éléments. A.1.3 Préciser la nomenclature des différentes phases permettant d'obtenir le produit fini conforme au cahier des charges exprimé par le document DT3. A.1.4 Après avoir cité les différents paramètres de réglage du procédé mis en œuvre, préciser quelle influence le taux de verre peut avoir sur leurs valeurs. Quels sont ceux qui influent sur l'obtention de l'état de surface demandé? A.2 Recherche de nouveaux matériaux potentiels pour la réalisation de la poignée La nouvelle définition du contexte de production et l'usure des outillages actuellement en service permettent de remettre en cause les choix liés à l'industrialisation de cette pièce. La fonction, le matériau, la géométrie et le procédé interagissent : - la fonction dicte le choix du matériau et du procédé ; - le procédé dépend du matériau ; - le procédé influe sur la géométrie, il détermine la forme, la taille, la précision et bien sûr le coût. Les propriétés des matériaux sont autant de facteurs qui limitent les performances. Les diagrammes fournis dans les documents ressources DRS1 à DRS4 permettent de prendre en compte des combinaisons de propriétés ce qui est utile pour la vérification et l'estimation des données. Les échelles logarithmiques des axes permettent d'inclure un éventail des matériaux dont les données se regroupent par familles en constituant des enveloppes de propriétés. Les courbes de niveau représentent des indices de performance. 4/9 Ces diagrammes permettent également l'application d'un protocole d'optimisation des performances que l'on se propose d'utiliser afin de déterminer les familles de matériaux envisageables. Ce dernier pour être applicable nécessite une modélisation du comportement de la pièce afin de ramener le problème à une étude de type poutre, barre, etc.., de géométrie simple dont on précisera les paramètres libres ou imposés. Le contexte de la nouvelle production entraîne un choix prioritaire de minimisation du coût, le cahier des charges (document DT3) décrit les impositions : conditions de résistance, état de surface, tolérance, etc… A.2.1 En fonction des données techniques fournies s ur les documents DT3 et DRS6 proposer, en la justifiant, une modélisation du comportement de la poignée. Préciser les paramètres géométriques et dimensionnels de votre modèle. A.2.2 Ecrire une équation de résistance des matériaux qui traduise les exigences du cahier des charges. A.2.3 L'objectif visé peut s'écrire sous la forme : C= Cm A L ? (Cm le coût au kilo du matériaux, A l'aire de la section, L la longueur et ? la masse volumique). La performance P du produit peut être décrite par une équation de la forme : P=f(spécifications fonctionnelles, paramètres géométriques, propriétés des matériaux). En général les groupes de paramètres sont indépendants et l'équation devient : P=f1(spécifications fonctionnelles) f2(paramètres géométriques) f3(propriétés des matériaux) On peut donc identifier le groupe de matériaux les plus aptes en maximisant ou minimisant f3(propriétés des matériaux) que l'on appelle indice de performance. Déterminer, en combinant les équations de résistance et celle du coût, l'indice de performance pour la pièce modélisée. A.2.4 En utilisant un ou plusieurs des diagrammes fournis donner les résultats de votre recherche. Les documents ressources utilisés pour d'éventuelles constructions sont à insérer dans la copie. Nota : Il est possible d'isoler sur les diagrammes fournis les matériaux possédant des valeurs d'indice particulièrement bonnes en positionnant la droite directrice de façon à isoler une zone d'investigation contenant un nombre restreint de solutions. La pente de la droite directrice est celle qui correspond à l'indice trouvé. Les matériaux indiqués sur les diagrammes par CFRP et GFRP sont des polymères chargés respectivement de fibres de carbone (CFRP) ou de fibres de verre (GFRP). 5/9 A.3 Recherche des procédés associés Afin de rendre indépendante cette partie de la précédente, on considèrera que trois matériaux seulement satisfont aux exigences du cahier des charges : - un représentant des alliages d'aluminium ; - un polymère renforcé fibre de carbone ; - le matériau précédemment utilisé : PA 6.6 chargé 30% fibre uploads/Industriel/ concours-d-x27-agregation-en-genie-mecanique-gm2 1 .pdf