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MEC222 – Dynamique par Professeur Pierre Bélanger MEC 222 – Dynamique Automne 2

MEC222 – Dynamique par Professeur Pierre Bélanger MEC 222 – Dynamique Automne 2013 Professeur : Pierre Bélanger Groupe 01 : Horaire de cours : mardi 13h30 à 17h00, local : A-1160 Chargé de TP: Aidin Delnavaz Horaire de TP groupe A: vendredi 13h30 à 15h30, local : A-2330 ou A-1220 Horaire de TP groupe B: vendredi 15h30 à 17h30, local : A-2330 ou A-1220 Groupe 02 : Horaire de cours : mercredi 18h00 à 21h30, local : A-2332 Chargé de TP: Marc Anowski Horaire de TP groupe A: vendredi 18h00 à 20h00, local : A-1260 ou A-1220 Horaire de TP groupe B: vendredi 20h00 à 22h00, local : A-1260 ou A-1220 Plan de cours Site web du cours Site web dédié à l’apprentissage du logiciel MD Adams 1 MEC222 – Dynamique par Professeur Pierre Bélanger MEC111 Statique de l’ingénieur MEC222 Dynamique MAT165 Algèbre linéaire et analyse vectorielle MEC222 dans le cheminement du programme génie mécanique MAT145 Calcul différentiel et intégral MEC335 Mécanique des fluides MEC523 Conception vibratoire et dynamique des structures MEC645 Automatique et mécatronique Cours d’option MEC636 : Acoustique industrielle MEC729 : Mécanisme et dynamique des machines MEC741 : Robotique Cours obligatoires 2 MEC222 – Dynamique par Professeur Pierre Bélanger Caractéristiques du cours (Éléments importants pour bien réussir à ce cours) • Connaissance suffisante en mathématique • Calcul différentiel et intégral; • Géométrie • Algèbre • Notion de vecteur et calcul vectoriel • Résolution des équations algébriques (à l’aide d’une calculatrice) • Connaissance de base en physique • Capacité d’abstraction • On utilise des modèles simples (particules, blocs rigides, ressorts) pour comprendre des lois fondamentales et résoudre des problèmes simplifiés. Directement aller aux problèmes de complexités élevées, ce n’est pas une bonne approche. • Avec une bonne maîtrise des matières de base, il y aura d’autres cours dans lesquels vous pouvez approfondir le sujet de dynamique en étudiant des systèmes plus complexes. • Étude et révision individuelle nécessaire après la classe et le TP. 3 MEC222 – Dynamique par Professeur Pierre Bélanger Stratégie pédagogique • Livre obligatoire: Mécanique pour ingénieurs – Dynamique • Chaque semaine: – 1 cours magistral (3h30) • Enseignement des concepts importants • Résolution d’exemples • Cours interactif = participez activement! • 1 quiz en ligne à la suite de la majorité des cours – 1 séance de travaux pratiques (2h00) • Résolution d’exemples • 2 sessions sur le logiciel de simulation ADAMS. • Évaluation – 10 quiz en ligne 10 x 1% = 10% – 2 devoirs 2 x 10% = 20% – 2 examens 2 x 35% = 70% – Total = 100% 4 MEC222 – Dynamique par Professeur Pierre Bélanger Quiz en ligne • À la suite de chaque cours vous aurez 1 quiz à compléter en ligne dans l’environnement Moodle sur la matière traitée dans le cours. https://ena.etsmtl.ca • Vous aurez jusqu’au début du cours suivant pour répondre aux questions – Je vous recommande de le compléter le plus rapidement possible lorsque la matière est fraîche dans votre mémoire. – N’attendez pas à la dernière minute, puisque si le quiz n’est pas complété avant le début du cours suivant vous obtiendrez la note de 0! • Chaque quiz: – a 2 questions qui valent pour 50% de la note; – équivaut à 1% de votre note finale; – Les questions sont similaires aux problèmes résolus en classe et en TP. • Le premier quiz sera disponible à la suite du prochain cours et il n’y aura pas de quiz à la semaine des examens intra et final… total 10 quiz! 5 MEC222 – Dynamique par Professeur Pierre Bélanger Mon parcours… • B.Ing. en génie mécanique à l’Université Laval (2000-2004) • M.Sc.A. en génie mécanique à l’Université de Sherbooke (2004-2006) – Mémoire: contrôle actif vibro-acoustique d’une transmission d’hélicoptère – Projet en collaboration avec Bell Helicopter Textron • Ph.D. en génie mécanique à l’Imperial College London (2006-2010) – Thèse: Utilisation d’ultrason pour la cartographie de l’épaisseur de matériau restante dans des pipelines souffrant de corrosion. – Projet en collaboration avec Shell Global Solutions. • Ingénieur de systèmes et ingénieur de simulateur pour l’équipe de F1 Vodafone McLaren Mercedes (2009-2013) 6 • Professeur au département de génie mécanique depuis mars 2013 Recherche: ultrason, imagerie biomédicale, dynamique du véhicule. MEC222 – Dynamique par Professeur Pierre Bélanger Qu’est-ce que la dynamique? 7 MEC222 – Dynamique par Professeur Pierre Bélanger 8 Structures Systèmes mécaniques en mouvement MEC222 – Dynamique par Professeur Pierre Bélanger Quand une structure entre en mouvement, le problème devient dynamique! 9 Tacoma Narrows Bridge – État de Washington, US – 1940 MEC222 – Dynamique par Professeur Pierre Bélanger À quoi sert la dynamique? 10/18 en Comment transformer ceci Pour faire cette simulation nous devons connaitre l’accélération longitudinale et latérale maximale en fonction de la vitesse de la voiture. gLong vCar gLat MEC222 – Dynamique par Professeur Pierre Bélanger Transformer une VW beetle en une MP4-21A en utilisant des outils avancés de simulation dynamique McLaren Data Viewer : 10-Oct-2006 19:10:45 Distance m 4557.227425 vCar kph TimeDelta s (ESim) Speed_01 (VW Beetle) 112.5 << >> << Bas >> <<Bas: 2m56.98 >> <<=>> (ESim) Speed_02 (F1 Tyres) << >> << Bas >> <<Bas: 2m28.80 >> <<=>> 120.6 (-28.167) (ESim) Speed_03 (F1 Tyres & Engine) << >> << Bas >> <<Bas: 1m39.35 >> <<=>> 225.3 (-77.568) (ESim) Speed_04 (F1 Tyres, engine & aero) << >> << Bas >> <<Bas: 1m29.98 >> <<=>> 250.6 (-86.938) (ESim) Speed_05 (MP4-21A) << >> << Bas >> <<Bas: 1m17.11 >> <<=>> 288.5 (-99.801) 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 50 65 80 95 110 125 140 155 170 185 200 215 230 245 260 275 290 305 320 335 350 vCar (kph) McLaren Data Viewer : 10-Oct-2006 19:10:03 Distance m 4557.227425 vCar kph TimeDelta s (ESim) Speed_01 (VW Beetle) 112.5 << >> << Bas >> <<Bas: 2m56.98 >> <<=>> (ESim) Speed_02 (F1 Tyres) << >> << Bas >> <<Bas: 2m28.80 >> <<=>> 120.6 (-28.167) (ESim) Speed_03 (F1 Tyres & Engine) << >> << Bas >> <<Bas: 1m39.35 >> <<=>> 225.3 (-77.568) (ESim) Speed_04 (F1 Tyres, engine & aero) << >> << Bas >> <<Bas: 1m29.98 >> <<=>> 250.6 (-86.938) 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 50 65 80 95 110 125 140 155 170 185 200 215 230 245 260 275 290 305 320 335 350 vCar (kph) McLaren Data Viewer : 10-Oct-2006 19:09:26 Distance m 4557.227425 vCar kph TimeDelta s (ESim) Speed_01 (VW Beetle) 112.5 << >> << Bas >> <<Bas: 2m56.98 >> <<=>> (ESim) Speed_02 (F1 Tyres) << >> << Bas >> <<Bas: 2m28.80 >> <<=>> 120.6 (-28.167) (ESim) Speed_03 (F1 Tyres & Engine) << >> << Bas >> <<Bas: 1m39.35 >> <<=>> 225.3 (-77.568) 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 50 65 80 95 110 125 140 155 170 185 200 215 230 245 260 275 290 305 320 335 350 vCar (kph) McLaren Data Viewer : 10-Oct-2006 19:08:43 Distance m 4557.227425 vCar kph TimeDelta s (ESim) Speed_01 (VW Beetle) 112.5 << >> << Bas >> <<Bas: 2m56.98 >> <<=>> (ESim) Speed_02 (F1 Tyres) << >> << Bas >> <<Bas: 2m28.80 >> <<=>> 120.6 (-28.167) 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 50 65 80 95 110 125 140 155 170 185 200 215 230 245 260 275 290 305 320 335 350 vCar (kph) McLaren Data Viewer : 10-Oct-2006 19:07:38 Distance m 4557.227425 vCar kph TimeDelta s (ESim) Speed_01 (VW Beetle) 112.5 << >> << Bas >> <<Bas: 2m56.98 >> <<=>> 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 50 65 80 95 110 125 140 155 170 185 200 215 230 245 260 275 290 305 320 335 350 vCar (kph) 1 2 3 1 2 3 VW Beetle + Pneus + Moteur (+700 HP) + Aéro - Masse (-300 kg) = F1 Circuit de Catalunya – Barcelona 11/18 MEC222 – Dynamique par Professeur Pierre Bélanger Structure du cours MEC222 12 MEC222 – Dynamique par Professeur Pierre Bélanger Chapitre 11 – Cinématique des particules • Mouvements rectilignes de particules (11.2 – 11.6)  Cours 1 et 2 Définition: Si une particule se déplace sur une ligne droite, son mouvement est dit rectiligne. Exemple : course de 100 mètres dans une épreuve d’athlétisme. • Mouvements curvilignes de particules (11.9 – 11.13)  Cours 2 et 3 Définition: lorsqu’une particule se déplace sur une courbe différente d’une droite, on dit qu’elle est en mouvement curviligne. Exemple : course de 400 mètres sur un tour de piste; voiture roulant dans un virage, mouvement d’un projectile, etc. Note : Dans le cadre du cours MEC222, on étudie les mouvements 1D et 2D; c’est-à-dire, mouvement rectiligne et mouvement dans un plan. Les notions de base et les théories présentées dans ce cours sont suffisantes pour comprendre la dynamique des particules et des corps rigides. L’extension aux problèmes 3D ne sera pas difficile à faire suite à ce cours. 13 MEC222 – Dynamique par Professeur Pierre Bélanger Cours 1 • 11.2 Position, vitesse et accélération – Position en uploads/Ingenierie_Lourd/ mec222-cours01.pdf