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PROPULSEUR SUBAQUATIQUE
Université Sidi Mohamed Ben AbdellahFaculté des Sciences et Technique Fès
Département Génie Mécanique
RÉALISÉ PAR :
Rachid KDIDAR
Mohammed TAYOUB
ENCADRÉ PAR :
Pr. Ahmed EL Khalfi
SOMMAIRE
Introduction Etat de l’art Principe cinématique Analyse fonctionnelle Diagramme SADT Plans techniques, Matériaux, Décomposition de la Solution et
Assemblage Présentation 3D de la solution Graphe du mécanisme Schéma cinématique Étude cinématique Étude STATIQUE Calcul des éléments finis avec cosmos Conclusion
INTRODUCTION
A l’origine de ce projet, l’idée était de travailler sur un système de propulsion inspiré de la dynamique du déplacement des poissons.
ETAT DE L’ART
la plupart des véhicules subaquatiques et mini robots sous-marins utilisent une technologie de propulsion classique à base d’hélice :
PRINCIPE CINÉMATIQUE :
Utilisation d’un {motoréducteur + mécanisme de rotation alternative} (mécanisme essuie-glace).
ANALYSE FONCTIONNELLE
· Fonction principale / fonctions contraintes
Diagramme SADT
· DÉCOMPOSITION DU SYSTÈME :
PLANS TECHNIQUES, MATÉRIAUX, DÉCOMPOSITION DE LA SOLUTION ET ASSEMBLAGE
· Nomenclature :
PRÉSENTATION 3D DE LA SOLUTION
On obtient alors un système général de cette allure (Carter caché). Vous remarquerez par ailleurs la texture « Poisson Clown » donnée à au Carter, afin que le système se fonde encore plus dans son milieu environnant, et pour que nous soyons au plus prêt de la résolution de la problématique.
GRAPHE DU MÉCANISME
P : PivotPG: Pivot Glissant
0
1 2 3
4
P
PG
P
P P
P
0 : Carter2 : Engrenage1 : Roue dentée 3 : Bille 4 : Tige de plame
SCHÉMA CINÉMATIQUE
0 : Carter2 : Engrenage1 : Roue dentée 3 : Bille 4 : Tige de plame
1
2
34
0
ÉTUDE CINÉMATIQUE
�⃗�𝐴=−𝑎𝑍 +(𝑅𝑒+𝑅𝑣 )𝑌
�⃗�𝐶=−𝑐 (sin (𝜃+𝛼 ) �⃗� −cos (𝜃+𝛼)𝑌 )
�⃗�𝐵=−𝑏(sin𝜃 �⃗� −cos𝜃𝑌 )
𝑌
− �⃗�
�⃗�
𝑈
𝑉
𝜃 𝛼B
O
�⃗�
�⃗�
C
B
O
ÉTUDE CINÉMATIQUE
Torseur cinématique associé a chaque liaison
Liaison L4/0 : liaison pivot d’axe Z
Liaison L0/2 : liaison pivot d’axe Z
ÉTUDE CINÉMATIQUE
Liaison L3/4 : liaison pivot-glissant d’axe
Liaison L2/3 : liaison pivot d’axe Z
ÉTUDE CINÉMATIQUE
Ecrivons tous les torseurs au même point O
Liaison L0/2 : pivot d’axe X
ÉTUDE CINÉMATIQUE
Liaison L2/3 : liaison pivot d’axe Z
Liaison L4/0 : liaison pivot d’axe Z
¿¿¿
ÉTUDE CINÉMATIQUE
Liaison L3/4 : liaison pivot-glissant d’axe
τ 𝑐 (3 /4 )=¿¿
ÉTUDE CINÉMATIQUE
La relation de bouclage cinématique permet d’écrire que :
¿
ÉTUDE CINÉMATIQUE
En résumé on a un système de Nc=4 équations avec Ic=5 inconnues, la mobilité du système est donc : m=Ic-Nc=5-4=1
ÉTUDE STATIQUE
Liaison L0/2 : liaison pivot d’axe Z
Liaison L3/4 : liaison pivot-glissant d’axe
Liaison L2/3 : liaison pivot d’axe Z
Liaison L4/0 : liaison pivot d’axe Z
ÉTUDE STATIQUE
On écrit l'équilibre pour chacune des pièces :
Equilibre de la pièce 1 au point B
Liaison L2/3 : liaison pivot d’axe Z
Liaison L0/2 : liaison pivot d’axe Z
ÉTUDE STATIQUE
Liaison L0/2 : liaison pivot d’axe Z
{𝑋 02+𝑋 23=0𝑌 02+𝑌 23=0Z02+Z23=0
𝐿02+𝐿23−𝑏𝑍23 cos𝜃=0𝑀 02+𝑀23−𝑏𝑍 23sin 𝜃=0
𝑏 (𝑋 23 cos𝜃+𝑌 23 sin𝜃 )+𝐶=0
ÉTUDE STATIQUE
Equilibre de la pièce 2 au point C
τ 𝑆 (2 /3 )=(𝑋 23 𝐿23−𝑍23𝑐cos (𝜃+𝛼)𝑌 23 𝑀 23−𝑍23𝑐 sin (𝜃+𝛼 )Z23 𝑋 23𝑐cos (𝜃+𝛼)+𝑌 23𝑐 sin (𝜃+𝛼 ))𝐶
τ 𝑆 (3 /4 )=(𝑋 34 𝐿34
𝑌 34 𝑀 34
0 0 )(𝑅1 ,𝑐 , 𝑋1 ,𝑌1 , 𝑍1)
=(𝑌 34 cos(𝜃+𝛼) 𝑀 34 cos (𝜃+𝛼)𝑌 34 sin(𝜃+𝛼) 𝑀 34 sin(𝜃+𝛼)
𝑋 34 𝐿34)(𝑅 , 𝑐, 𝑋 ,𝑌 ,𝑍 )
ÉTUDE STATIQUE
{𝑌 34 cos (𝜃+𝛼)+𝑋 23=0𝑌 34sin (𝜃+𝛼)+𝑌 23=0
𝑋 34+Z23=0𝑀 34 cos(𝜃+𝛼)+𝐿23−𝑍23𝑐 cos (𝜃+𝛼)=0𝑀 34 sin(𝜃+𝛼)+𝑀 23−𝑍23𝑐 sin (𝜃+𝛼 )=0𝐿34+𝑋 23𝑐 cos (𝜃+𝛼)+𝑌 23𝑐 sin (𝜃+𝛼 )=0
{𝑋 40+𝑌 34 cos (𝜃+𝛼)=0𝑌 40+𝑌 34 sin (𝜃+𝛼)=0
Z40+𝑋 34=0𝐿40+𝑀 34 cos (𝜃+𝛼)+𝑐 𝑌 34 cos (𝜃+𝛼)=0𝑀 40+𝑀 34 sin(𝜃+𝛼)+𝑐𝑌 34 sin(𝜃+𝛼)=0
𝐿34=0
Equilibre de la pièce 3 au point D
ÉTUDE STATIQUE
on a un système de Nc=18 équations avec Ic=20 inconnues, l’hyperstatisme du système est donc : h=Is-Ns=20-18=2
CALCUL DES ÉLÉMENT FINI AVEC COSMOS
CALCUL DES ÉLÉMENT FINI AVEC COSMOS
CONCLUSION
La problématique sur l’amélioration de l’intégration du système dans le milieu subaquatique est selon nous correctement traitée. Nous avons réussi à nous inspirer de la dynamique du déplacement des poissons pour créer un mécanisme de propulsion sur notre robot.
Le point faible est que le système ne pourra certainement pas être utilisé à grandeprofondeur et à grande échelle d’espace.
le point fort de ce système est son coût, relativement abordable
MERCI POUR VOTRE ATTENTION