Rigidité en flexion d’un vilebrequin

Abstract

Durant les premières étapes de dimensionnement d’un moteur, on définit des cotes clefsrelatives en particulier au vilebrequin. Le choix approprié de ces cotes, dimensionnantpour d’autres pièces, nécessite plusieurs itérations. N’étant pas aisé de faire appel àdes calculs de structure de type éléments-finis qui seront coûteux en temps et quinécessitent des moyens de calcul importants, un calcul de type « résistance des matériaux» peut être utile, rapide et suffisamment précis dans ce cas. Le vilebrequin est alorsmodélisé en flexion par un arbre cylindrique, composé de quatre tronçons à sectionelliptique. Chaque tronçon représente une partie inter-paliers du vilebrequin d’un moteurquatre cylindres en ligne. Ce travail présente une méthodologie d’identification descaractéristiques géométriques des sections droites elliptiques équivalentes d’unemodélisation de type R.d.M. sensées représenter la géométrie réelle du vilebrequin.Disposant de la CAO du vilebrequin et du chargement réel au cours du cycle moteur oncalcule en élasticité tridimensionnelle par éléments-finis les réactions aux paliers. Parcomparaison avec des calculs de même type du modèle R.d.M., on identifie les sections etleur ellipticité pour la poutre « vilebrequin ». Cette méthodologie a le mérite d’êtresimple et efficace lors des calculs quasi statiques du vilebrequin.