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SYS865bMatériaux composites avancés, théorie et

analyse par éléments finisHiver 2014

PROJET

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La compagnie BCycle veut lancer un modèle de vélo de route haute performance entièrement

fabriqué en matériaux composites. BCycle a sélectionné un carbone/époxy unidirectionnel de

0.125 mm d’épaisseur pour fabriquer le cadre du vélo haute performance.

E1 = 136.00 GPa, E2 = 9.80 GPa, E3 = 9.80 GPa

G12 = 4.70 GPa, G23 = 5.20 GPa, G13 = 7.70 GPa

 ν12 0.280, ν23= 0.150, ν13 = 0.280ρ = 1.54 g/cm

3

F1t = 1550 MPa, F2t = F3t = 59 MPa

F1c = 1090 MPa, F2c = F3c = 59 MPa

F6 =75 MPa

BCycle vous demande de déterminer l’orientation de chaque pli, et ce, pour chaque tube du cadre

afin d’optimiser la rigidité du cadre latéralement tout en maintenant une souplesse verticale pour

d’absorber les imperfections de la route.

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Pour ce faire, BCycle vous fournit la géométrie de son cadre en aluminium 6061-T6. Le format

du ficher est .stp (STEP) et les dimensions sont en millimètres.

Figure 1 : Cadre en aluminium 6061-T6 de la compagnie BCycle.

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BCycle vous fournit aussi les conditions frontières tirées de leurs propres analyses sur un cycliste

de haut niveau à une vitesse de 50 km/h sur un cadre d’aluminium 6061-T6 instrumenté. Il est à

noter que cette condition de chargement doit être considérée comme le cas extrême d’utilisation

 puisque l’usage normal du cadre est fixé pour une vitesse inférieure à 50 km/h.

Figure 2 : Chargement et conditions frontière du cadre

Afin de vous aider dans la complétion de ce projet, BCycle désire être informé sur la progression

hebdomadaire du projet estimé à 3 semaines. Un rapport final sur l’ingénierie du cadre est à

remettre à la fin du projet.

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BIBLIOGRAPHIE

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ANSYS. 2009. ANSYS Workbench, version. 12.1. Southpointe, PA: ANSYS, Inc.

Barbero, Ever J. 2008. Finite Element Analysis of Composite Materials, Philadelphie : CRCPress, 331 p.

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 Materials. En ligne. <http://www.mae.wvu.edu/barbero/feacm/Examples/>.

Specialized. « Proprietary Manufacturing Methods ». In Finite Fabrication Process. En ligne.<http://www.specialized.com/bc/microsite/fact/fabrication.html#/manufacturing-methods>.

Lizotte, Patrick L. 1996. « Analysis and Fabrication of Composite Monocoque Bicycle Frames ».

Montréal, McGill University.