Déplacement imposé de type pivot glissant

[garniernatha]

Bonjour,

Je suis sur SW2020 pour faire de la conception sur un cadre de vélo cargo.
Je fais une simulation ou je charge le cadre pour voir son comportement mais je n'arrive pas à trouver les déplacements imposés qui conviennent. Voici à quoi ressemble le modèle:

Je souhaite créer un déplacement imposé qui fasse l'effet d'un pivot glissant au niveau du dessous du tube tout à gauche. J'ai rajouté un trou dans celui-ci pour créer une géométrie de référence mais pas possible de créer un pivot glissant.

La seule méthode que j'ai trouvé est de faire un assemblage et de créer une fourche + un support à partir du quel je crée un connecteur d'axe et un appui plan.


Cette méthode fonctionne mais je me demande s'il ne serait pas possible d'aboutir au même résultat sans passer par un assemblage qui me fait perdre pas mal de temps.

Qu'en pensez-vous ?
Merci d'avance,
Natha

modele_simplifie.zip

[Zozo_mp]

Bonjour @garnier.natha 

Avant toute chose il faut savoir ce que l'on veut simuler et pourquoi !

Dans votre cas un vélo-cargo nous pouvons supposer que ce qui est susceptible de vous intéresser ce sont les déformations en fonction d'une charge.
Dans votre cas comme ce n'est pas une simulation compliquée je ne vois pas l'intérêt de travailler sur une moitié du vélo surtout si c'est un deux roues
Vous verrez avec un modèle entier tout ce qui est torsion du cadre ce qui est utile lorsque l'on n'est débutant(e).

Après il faut positionner correctement la charge ! En tous cas elle ne se situera pas là où vous la placez. Votre charge doit être en principe dans le fond du caisson sur une surface plane qui est posée ou fixée quelque part sur les tubes. Cela veut dire que vous n'êtes plus dans le cas d'un charge ponctuelle mais répartie.

De plus la plaque de fond ainsi que les plaque de flanc, de devant et d'arrière vont agir comme autant de contreventement. Un simple plaque d'isorel de 3 mm ou une tôle de 1mm, bien fixée avec des rivet pop ou des vis auto-foreuses est plus résistant et plus léger que des croisillons en métal
Selon que vous avez un vélo cargo deux roues ou trois roues ce la change tout. Il semble que ce soit un deux roues si je regarde vos images.

La charge pivot glissant n'est pas appropriée.
Je veux bien que dans les représentations schématique de description cinématique, que l'on vous impose en scolaire, on parle de liaison pivot .
Dans votre cas vous ne pourrez pas paramétrer les translations qui serait arbitraires et qui ne seraient pas conforme à la réalité.

Si vous voulez quelques chose de plus réaliste il faudrait faire une pièce à poubelliser par la suite avec un appui plan (représentant le sol) la jonction entre cette pièce qui simule la roue ce fait avec un axe virtuel en utilisant un "connecteur axe". La pièce de la seconde image est parfaite pour ça, mais à condition de remplacer l'axe par un "connecteur axe"
En plus vous avez le poids du livreur et des appuis sur le guidon qui sont différents selon qu'il tire ou appuie sur le guidon lorsqu'il se penche en avant pour monter une cote un peu raide. Si dans les virages le livreur déporte sont poids à contre sens de la charge pour divers raison les efforts ne seront pas les même non plus (cf les charges à distances dans ce cas).

Ce qui veut dire que vous avec plusieurs sortes de charges, donc plusieurs simulation à faire à partir d'un seul est unique modèle

Bref : donnez-nous une image du vélo-cargo tels que vous voulez le construire et surtout ne faites pas l'impasse sur la moitié des éléments à prendre en compte.

Cordialement

PS : je dis souvent que faire une mauvaise simulation est néfaste car vous croyez avoir des éléments rassurants sur la RDM alors que le coeff de sécurité peut très bien être inférieur à 1 ou à peine supérieur à 1.
 

[garniernatha]

Merci @Zozo_mp pour cette réponse complète.
J'aurais du préciser un peu plus le contexte de mon étude.

Le cadre que j'ai montré en image est un modèle simplifié pour que je règle correctement les paramètres de la simulation. Le cadre sur lequel je travaille est plus complexe avec de nombreux tubes en plus, de différentes sections, avec des tôles, des supports...
J'ai commencé de travailler en simulation avec le modèle complexe mais  j'avais plus de 5min de calcul. Ce qui n'est pas idéal quand on change de paramètre souvent. C'est pourquoi j'ai crée ce modèle simplifié et donc que les forces ne sont pas placés de manière cohérente, que le cadre n'est pas bien dimensionné...

Je cherche à réaliser mon étude dans les conditions que j'ai préciser plus haut car j'ai un prototype de mon vélo cargo que j'ai chargé de cette manière (en pivot fixe au niveau de l'axe de roue arrière et poser sur le tube de direction à l'avant) et dont j'ai mesurer la flèche sous le tube de direction. Mon étude cherche à reproduire les mêmes conditions en simulation pour vérifier que je tombe sur le même résultat et donc valider la simulation.

Une fois la simulation validée, je compte bien faire plusieurs études avec différents cas de chargements comme vous le préconisez.

Concernant la pièce à poubelliser avec un "connecteur axe" c'est bien ce que j'ai fais dans un assemblage et qui fonctionnait.
Mais je préfèrerais faire cet étude en restant dans le .sldprt et ne pas passer par un assemblage. Est-ce que vous pensez qu'il y aurait une possibilité dans ce sens ?
 

[Zozo_mp]

Bonsoir

du point de vue de la simulation il n'y a pas de différence notable entre un PART et un ASM.

Pour la simulation en statique en général on met des contacts solidaire ou sans pénétration ce qui revient plus ou moins à transformer sans le dire l'ASM en un seul volume. Sauf les pièce fantomes qui sont jointes avec des connecteurs axes par exemple.

Vous dites que cela prend plus de 5 mn cela veut sûrement dire que vous n'avez pas suffisamment simplifié votre modèle et/ou que votre maillage est trop fin ce qui est souvent le cas avec les tubes.

Cela se voit lorsque l'on fait une analyse du maillage dans les résultats.
Si vous postez votre ASM complet avec les tôles de coté et du fond surtout, mais sans aucune vis, rondelle, ni écrous qui ne servent à rien. 
Utiliser le Pack and Go pour transmettre l'ASM avec le tous les fichiers PART. Je pourrais, ou un de nos collègues, vous donner quelques informations sur comment réaliser au mieux votre simulation.

Cordialement

[garniernatha]

Bonsoir,

Je préférais faire la simulation dans un PART car j'ai besoin de faire moins de manipulation à chaque fois que je fais une modification de mon cadre. Mais si c'est la seule solution, je travaillerais dans un assemblage.

Voila en PJ le pack & Go de mon ASM qui correspond au modèle de mon prototype existant:
https://drop.chapril.org/download/c58fd74616bef073/#NlGwW0V7pn0y8eSbIe2kmg

Cordialement,

[Zozo_mp]

Bonjour Natha

Désolé je peux pas vous aider car vous avez une version supérieure à la 2019

Vous n'avez pas joint l'étude de simulation avec votre ASM.
Le peu que je vois me permet de vous dire que si vous voulez  faire une simulation sérieuse  il faut mettre la fourche même simplifiée car votre angle de chasse va agir sur la potence inclinée.
De plus votre fond de caisse en Nida en polypropylène est destiné en principe à servir d'âme pour les panneaux sandwichs structuraux. Donc dans votre cas il faut le retirer car il ne sera pas pris en compte par la simulation (car matériaux composite avec colle).
Renseignez vous sur la résistance à la compression sur une surface restreinte placé au centre du panneau. En effet même si on annonce une résistance à la compression du Nidaplast 8HP est de 2,6 Mpa (260 Tonnes/m2) c'est dans le cas d'un charge uniformément répartie. Et en sandwich entre des plaques alu ou MDF traité, etc...
Je ne donne pas cher de vos six petites pattes si le Nida n'est pas totalement rigide.

Bon ! je vous ai quand même fait  une suggestion dans l'image jointe pour faire votre simulation tel qu'est votre montage avec tube.

Tenez-nous au courant ;-))) dear Natha

Cordialement

 

 

Cordialement

velo_cargo_2021-04-28_18_36_25-window.jpg

[m_blt]

Bonjour @garnier.natha ,

Mon illustration ci-dessous est-elle conforme à votre idée ?
Si oui, je vous soumets mon point de vue sur votre projet de simulation...

Les hypothèses pour une première simulation :
Le livreur et son vélo sont sur un sol horizontal, lancés à vitesse constante, sans action sur les pédales ni sur les freins.
On a essentiellement 5 efforts en jeu : le poids de la charge, le poids du cycliste, le poids du vélo (réparti sur la structure), les actions du sol sur chacune des deux roues.
On néglige l’action de l’air, la résistance au roulement des pneus, les frottements dans les pivots de roues…
Sous ces hypothèses de statique, les actions du sol sur les roues sont normales au contact, et passent par le centre des roues.

Conséquences sur le modèle et la simulation
Les trois efforts extérieurs :
-    La pesanteur appliquée à la structure du vélo
-    Le poids du cycliste, effort localisé placé en haut du tube de selle
-    Le poids de la charge, répartie sur la plaque de fond, ou distribuée sur les 6 pattes supports.

Les deux liaisons "avec le sol" :
Comme les roues ne sont pas prises en compte dans l’étude, les efforts représentant l’action du sol s’appliquent au centre des roues, et doivent avoir une direction verticale.
Dans l’application de simulation, ce sont des "Déplacements imposés" qui modélisent ces liaisons avec l’environnement.
-    A l’arrière : un déplacement de type "Pivot fixe", sur les zones cylindriques du palier de roue ;
-    A l’avant : le modèle nécessite d'adapter deux pièces. La pièce "Fourche pour proto courte" doit être prolongée jusqu’au centre de la roue. La pièce "Support fourche sol pour proto" est conservée, avec sa face inférieure parallèle au sol. Un "contact entre composants, sans pénétration" est défini entre ces deux pièces pour représenter la pivot. Le contact du "Support…" avec le sol est un "Déplacement imposé" de type appui plan. De cette façon le glissement est laissé libre, et l’action sera normale au sol.

Une simulation plus tard...
La déformée présente l’aspect ci-dessous, avec un déplacement maxi de 12 mm.

Plusieurs moyens de valider : sonder les projections des déplacements dans les zones de liaisons, vérifier que les actions du sol sur chaque liaison (palierAV et palier AR) sont bien dirigées suivant Y. Au passage on peut vérifier l’équilibre de l’ensemble.
A votre disposition pour envisager les situations de freinage, de virage, ou de wheeling …
Bonne journée.

[garniernatha]

@Zozo_mp 
En effet la fourche est importante pour simuler le vélo en fonctionnement normal. Dans l'étude en lien, je ne l'ai pas mise car je simule un cas de chargement que j'ai réalisé sur mon proto physique. L'objectif étant de vérifier que les résultats obtenus entre la simulation et les mesures sur le proto physique sont concordantes. Et lors des mesures sur le proto physique, j'avais enlever la fourche et poser le cadre sur le tube de direction et sur l'axe des roues arrières. C'est pourquoi je fais l'étude dans ces conditions.

Par contre, je suis bien d'accord avec vous, pour simuler les efforts sur le vélo en fonctionnement il faut la prendre en compte. C'est ce que je vais faire dans mes prochains cas de chargements.

Merci pour les conseils concernant le fond de caisse. Je l'ai retirer de l'étude et j'ai appliqué les efforts directement sur les 6 pattes.

En tout cas, grâce à vos retours, j'ai obtenu un résultat plus que concluant. J'obtiens le même résultat en simulation que lors de ma mesure avec une erreur d'1% !
Je pense qu'on peut dire que la simulation et les conditions limites sont OK.

(J'ai remis l'étude avec les résultats en PJ)

assemblage_proto_volumique_fourche_courte_3.zip

[garniernatha]

@m.blt Merci pour votre retour et son illustration bien parlante !

Vous avez tapé dans le mile pour les hypothèses dans la cas d'un chargement en fonctionnement "normal". C'est exactement ce que je vais reproduire dans mes prochaines études.

Effectivement, la fourche doit être prolongée jusqu'au centre de la roue dans ces conditions. L'étude que j'ai mis en lien est un peu spéciale comme je l'indique plus haut car elle ne cherche pas à reproduire les conditions du vélo en fonctionnement normal mais un cas de chargement que j'ai effectué réellement sur mon prototype. Afin de comparer le résultat entre la simulation SW et le réel et donc de valider ou non la méthode de calcul.
Mes derniers résultats montrent que tout va bien j'obtiens les mêmes résultats avec une erreur de seulement 1%, je suis bien content !

Je vais maintenant pouvoir reproduire cette simulation sur les cadres que je développe actuellement et mettre en place les conditions que vous avez très bien décrites dans votre réponse :)

Je vous fais un retour dès que je me lance dans d'autre cas de chargements, surtout en situation de wheeling

Bon week-end !