FR DA EN

Atelier

Banc d’essai pour fatigue de surface sur tige revêtue

Projet de fin d’études DTU

Projet de fin d’études bachelor/diplôme à la DTU consacré au développement conceptuel d’un banc d’essai spécialisé pour l’évaluation de surfaces revêtues sous pression de contact hertzienne contrôlée, en combinant tribologie, chargement hydraulique, vérification des arbres et production de plans orientés fabrication.

Banc d’essai pour fatigue de surface sur tige revêtue
← Retour

Vue d’ensemble

Cette entry présente un banc d’essai au stade conceptuel développé pour des essais de fatigue sur des tiges chromées. Le projet n’a pas été construit physiquement, mais il a été mené jusqu’à un concept machine cohérent, appuyé par des calculs, des ensembles mécaniques et des plans techniques détaillés.

Pourquoi ce projet

Ce projet est pertinent parce qu’il montre le passage de la théorie à un concept machine. Il combine logique de pression de contact, transmission mécanique des efforts, actionnement hydraulique et vérification structurelle dans une architecture compacte conçue autour d’un objectif d’essai précis.

Principe de conception

Le banc a été conçu autour d’une tige d’essai en rotation chargée par trois galets de support disposés selon une géométrie triangulaire. Le galet supérieur applique l’effort principal via un bras oscillant et un vérin hydraulique, tandis que les deux galets inférieurs reprennent cette charge et créent trois zones de contact hertzien comparables.

Périmètre du projet

Le concept a été développé pour des diamètres de tige d’environ Ø10 à 12,2 mm, une pression de contact hertzienne de 1,5 à 2,0 GPa, une vitesse de fonctionnement d’environ 3000 tr/min, un refroidissement par huile au niveau de la zone de contact, une compensation des défauts d’alignement axial dans la transmission, un carter de sécurité autour des pièces tournantes et un objectif budgétaire de 80 000 DKK.

Résultat d’ingénierie clé

L’un des résultats les plus utiles a été la traduction entre la pression hertzienne visée et la demande hydraulique réelle. Les calculs ont montré que la plage de pression requise pouvait être atteinte avec un système hydraulique compact plutôt qu’avec une solution industrielle beaucoup plus lourde.

Production technique

Les livrables techniques les plus solides étaient l’unité fonctionnelle triangulaire, les calculs de pression de contact hertzienne, la chaîne d’effort du bras oscillant, la vérification des arbres en condition défavorable et le passage du concept aux plans d’ensemble et de détail.

Limites du projet

Il s’agissait d’un projet académique au stade conceptuel, et non d’une machine industrielle finalisée. Le banc n’a pas été construit physiquement, toutes les pièces fabriquées n’ont pas été entièrement dimensionnées en résistance, la vérification des arbres a été priorisée car elle appartenait à la chaîne d’effort principale, et plusieurs vérifications détaillées restaient hors du périmètre principal.

Dossier de plans

Un dossier de plans techniques public peut être lié séparément à cette entry. Les feuilles les plus fortes sont l’ensemble principal, l’unité fonctionnelle, le bras oscillant, l’arbre du bras oscillant et l’ensemble vérin.

Ouvrir le dossier de plans techniques (PDF)

Banc d’essai conceptuel DTU pour l’évaluation en fatigue de tiges revêtues.

Schéma simplifié de l’architecture du banc d’essai.

Répartition des efforts dans l’unité fonctionnelle.

Pression hertzienne en fonction de la force normale.

Plan d’ensemble principal du banc d’essai complet.

Vue CAO semi-transparente montrant l’organisation interne de la machine.

Ensemble de l’unité fonctionnelle au cœur du principe d’essai.

Vue rapprochée de la zone d’essai chargée et de l’interface avec la tige.

Ensemble du bras oscillant pour le transfert d’effort vers le galet supérieur.

Ensemble vérin pour le mécanisme de chargement hydraulique.

Diagramme de corps libre pour la vérification de l’arbre du bras oscillant.