Modélisation du comportement sous charge des engrenages face via une approche isogéométrique - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2023

Modélisation du comportement sous charge des engrenages face via une approche isogéométrique

Résumé

Les engrenages face présentent différentes caractéristiques permettant d'envisager leur utilisation au sein de systèmes de transmission de grande puissance. Parmi elles et comparativement aux engrenages spiroconiques habituellement utilisées dans ces applications, on peut notamment noter leur gamme étendue de rapports de transmission, la liberté axiale du pignon ou encore le libre choix de l'angle de tête. Ces travaux font suite au programme de recherche européen FACET mené dans les années 2000. L'objectif global de FACET avait pour objectif d'étudier la possibilité d'intégrer des engrenages faces dans les transmissions d'hélicoptères. L'INSA avait en charge le développement de l'application Gandalf pour la modélisation du comportement sous charge des engrenages faces. La géométrie complexe de la roue face a été définie sous forme analytique, à partir de la simulation de son taillage par un outil pignon. Puis le solide de la roue a été obtenue à l'aide de macro-commandes dans l'outil de CAO CATIA, dans une ancienne version (V4). Le comportement sous charge utilise un modèle de contact couplé à une simulation par éléments finis afin de ne négliger aucun des aspects fondamentaux régissant les importantes déformations subies par les composants dans une transmission de grande puissance. Les effets de structure (flexion des dents, présence de voiles mince, flexion des axes, ...) sur la répartition de charge étaient pris en compte par le biais de coefficients d'influence, nécessitant un calcul par éléments finis pour chaque position cinématique étudiée et pour chaque point de la ligne de contact à vide, ce qui s'avérait fort couteux en termes de temps de calcul. L’approche utilisée ici consiste à approcher la géométrie des roues via une géométrie BSpline volumique. Cette géométrie peut ensuite être utilisée, soit dans le cadre d’un calcul éléments finis, soit dans un code dédié à l’analyse isogéométrique dans lequel les fonctions BSpline sont utilisée comme fonctions de forme pour approcher la solution en analyse mécanique. Une grille de points de chargement est ensuite définie pour chaque dent potentiellement en contact et une série de calculs est effectuée pour déterminer les coefficients d’influence sur cette grille prédéfinie. Des fonctions d’interpolation permettent ensuite de calculer les coefficients d’influence en tout point des flancs de dent, permettant ainsi leur évaluation ultérieure au cours du calcul de partage de charge. Les résultats présentés porteront sur l’évaluation des coefficients d’influence et leur comparaison avec les résultats de référence issus du code initial GANDALF, aussi bien en termes de valeur qu’en terme de cout numérique lié à leur évaluation.
JTM2023_Duval.pdf (5.27 Mo) Télécharger le fichier

Dates et versions

hal-04166613 , version 1 (20-07-2023)

Identifiants

  • HAL Id : hal-04166613 , version 1

Citer

Arnaud Duval, Joël Teixeira Alves, J P de Vaujany, Michele Guingand. Modélisation du comportement sous charge des engrenages face via une approche isogéométrique. Journées Transmissions Mécaniques 2023, LaMCoS INSA Lyon, ECAM, ECL, CIRTRANS, CETIM, Jul 2023, Villeurbanne, France. ⟨hal-04166613⟩
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