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Les avancées de la LAS - dec 23




Le département Liaison Au Sol (LAS) s’occupe de concevoir le système de suspension, les freins et la direction de la monoplace.







GÉOMÉTRIE


La géométrie de la suspension consiste à travailler avec des points et des fils, notamment sur les points d'ancrage des triangles de suspension à la fois sur le châssis et sur les porte-moyeux en fonction des différentes caractéristiques de la voiture (empattements, roues, etc...). Optimiser les points de la géométrie de la suspensions en fonction des mouvements de la voiture (Pitch / steering / roll...) permet d'éviter d'avoir du carrossage positif ainsi que de l'ouverture sur les quatre roues. Il est à noter que le carrossage est dit positif lorsque le sommet des roues est incliné vers l'extérieur. Nous cherchons à éviter cela puisque le carrossage positif implique une usure des pneus irrégulière. De plus, la maniabilité dans les virages serait négativement impactée.


Le géométrie de la suspension permet entre autres de définir les calculs de la raideur des ressorts, des distributions de roue, des centres de masse (centre de gravité et masse de la voiture par exemple), des transferts de charge, etc....Ces points de géométrie ont un rôle important notamment dans le design du châssis.


La géométrie a été finalisée durant le mois de décembre. Les représentations filaires, reliant tous les points entre eux sur un repère 3D permettent aussi de visualiser, entre autres, la position des triangles de suspension de la monoplace.


De plus, selon cette géométrie, les tubes ne touchent pas la gente comme nous le montre l'illustration ci-dessous :




Nous avons aussi défini plusieurs mouvements (Pitch / steering / roll / turn) que nous montrent les graphes ci-dessous :







PORTE-MOYEUX AVANT


Le porte-moyeu permet de transmettre les efforts entre les triangles de suspension et les roues. L'ensemble moyeu + porte-moyeu doit loger au sein de la jante avec des marges de sécurité confortables.


CHOIX DE CONCEPTION


Philosophie de conception

Pour concevoir nos porte-moyeux, on a regardé la fiabilité ainsi que des porte-moyeux qui ne sont pas trop optimisés parce que cela coûte plus cher. Au regard de ces objectifs, des moyens financiers dont nous disposons et du temps restreint, nous choisissons de concevoir des porte-moyeux fonctionnels, tout en acceptant qu’ils ne soient pas les plus optimisés possibles. De plus, bien que connaissant la nécessité de minimiser les masses non-suspendues, nous n’allons pas optimiser topologiquement les porte-moyeux car cela n’est pas en phase avec les objectifs et les critères mentionnés précédemment.


Au regard des points de fixation sur le porte-moyeu, le triangle supérieur est fixé par l’intermédiaire d’une patte de fixation. En cas de casse, c'est cette patte de fixation qui aura tendance à rompre plutôt que le porte-moyeu en entier.




Choix du matériau

Nous devons prendre en considération dans le choix du matériau le prix, la résistance et le poids.

Il existe deux matériaux principaux qui satisfassent les contraintes de force subies par les porte-moyeux : l’aluminium et l’acier. Comme nous souhaitons malgré tout une pièce légère, nous préférons l’aluminium à l’acier.

Nous sélectionnons l’aluminium Al 7075 T6, qui possède de meilleures caractéristiques physiques. Cet aluminium est de plus facilement machinable.



ÉTUDE EN ÉLÉMENTS FINIS DES PORTE-MOYEUX AVANT


L'étude en éléments finis des porte-moyeux avant permet de faire des simulations pour s'assurer que ces derniers ne cassent pas. Nous avons réalisé des tests mettant en avant les efforts du porte-moyeu avant en prenant un coefficient de fiabilité. Nous avons ensuite ajouté les contraintes lors de la simulation. Il s'est avéré que la contrainte au sein des porte-moyeux est supporté par le matériau dans notre simulation, ce qui signifie que la pièce ne casse pas.




TRIANGLES DE SUSPENSION


Les points géométriques ayant subi des modifications, il a également fallu changer d'autres éléments de la Liaison au Sol, notamment les triangles de suspension, qui permettent de relier le châssis de la monoplace aux roues. Ils possèdent deux points de fixation : un côté châssis et un côté moyeu.




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