Matériaux utilisés dans la structure automobile

Matériaux utilisés dans la structure automobile

En général, on utilise des matériaux comme les tôles d’acier, les tôles d’acier galvanisées, les tôles d’aluminium, mais aussi des matériaux en composite.
Tôles d’acier Les carrosseries de voiture autoportantes sont fabriquées avec des pièces embouties en tôle d’acier d’une résistance particulièrement élevée. Les tôles de carrosserie à la résistance plus élevée ont une limite d’élasticité pouvant atteindre 400 N/mm2 ; cette limite est de 180 N/mm2 sur des tôles de carrosserie normale. Les épaisseurs de tôles varient entre 0,5 et 2,0 mm Les coupes de tôle d’une stabilité et d’une épaisseur différentes sont soudées aux extrémités.
Emboutissage des tôles d’acier de résistance plus élevée. A cause de leur traitement, elles se laissent difficilement emboutir. Au moment de l’emboutissage, par opposition à une tôle de qualité normale, elles doivent être retenues par des ancrages additionnels pour éviter toute déformation indésirable. Les aciers peuvent être regroupés en quatre catégories principales selon les valeurs de limites élastiques :  Les aciers doux : Re < 210 MPa  Les HLE : 210 MPa < Re < 350 MPa  Les THLE : 350 MPa < Re < 550 MPa  Les UHLE : 550 MPa < Re
Aluminium En carrosserie, l’aluminium est utilisé seulement dans des alliages. (Les composants d’alliage, étant surtout le silicium et le magnésium.) Selon la conception et la charge, pour les pièces de carrosserie en aluminium, les procédés de fabrication suivants sont utilisés : – par presse, p.ex. Le pavillon, le capot-moteur, – par extrusion, – par moulage sous pression,
S’ils sont en contact avec d’autres matériaux, p.ex de l’acier, il y aura une corrosion électrochimique en présence d’un électrolyte. La surface d’aluminium crée une grosse couche d’oxyde, qui a une grande résistance électrique. Ainsi, l’aluminium n’est pas soudable avec des équipements de soudage par points utilisés à l’atelier. Les alliages d’aluminium se laissent bien souder avec le procédé de soudage à l’arc TIG « Tungstène-inerte-gaz » ou à l’arc MIG « Métal-inerte-gaz ».

La porte latérale

Elément ouvrant permettant l’accès des personnes ou des marchandises. La structure des portes constitue un élément central de la conception de l’ensemble de la carrosserie nue en termes de rigidité, de résistance, de confort vibrationnel et de comportement en cas d’accident. À l’extérieur, les portes assurent la continuité de la forme et du style du véhicule et, lorsqu’elles sont ouvertes, elles offrent suffisamment d’espace pour accéder au compartiment passager. Les portes protègent les occupants du véhicule des intrusions potentiellement dangereuses causées par un impact latéral ou frontal et sont sans aucun doute l’un des composants les plus utilisés du véhicule, en particulier la porte qui donne accès au siège conducteur.
Le système de porte est hautement spécifique, constitué d’une gamme de matériels : il y a toujours un squelette structurel, habituellement en acier ou en aluminium, connecté au véhicule en utilisant des articulations. Cette structure est ensuite revêtue de tous les accessoires nécessaire pour assurer une finition étanche à l’eau, la fonctionnalité des dispositifs électriques comme les fenêtres, rétroviseurs , confort acoustique et un esthétique intérieur attractif, à la fois visuellement et au toucher. La position, la forme et les charges opérationnelles des poignées de porte sont étudiées dans les moindres détails, pour assurer un fonctionnement régulier.
Fonction Principale : Recouvrent et protègent les utilisateurs du véhicule.
Critères : o Catégorie voiture (berline, coupé, sport…) o Gamme (haut, moyen, bas)
Types de portes : • Porte latéral • Porte coulissante • Porte papillon (Al)

.a. La doublure :
La doublure est la partie intérieure de la porte d’automobile, elle forme un moyen de protection des occupants du véhicule en cas de choc latéral. Cette doublure constitue avec le panneau du véhicule, les éléments principaux de la porte latérale de véhicule. La doublure contient deux zones principales : zone flan et la zone médaillant, la zone dite médaillant, contient la zone réservée au haut-parleur et la zone réservée au montage et maintenance de mécanisme de vitre, ainsi que la zone réservée au passage des câbles.
.b. Renfort choc Latéral :
Le renfort de choc latéral permet de supporter le choc latéral en cas de collision de la carrosserie, Le renfort choc latéral est un élément central de la conception d’ensemble des pièces tôlerie de porte latérale, il contient des matériaux a hautes résistance permettant d’absorber l’énergie du d’un choc latéral lors d’un accident.
.c. Renfort Choc frontal :
Le renfort de choc frontal permet de supporter le choc frontal en cas de collision de la carrosserie, Le renfort choc frontal pourvu d’un tronçon déformable qui est destiné à s’étendre selon la direction du choc frontal.
.d. Renfort charnière :
Le renfort charnière se situe sur la partie avant de doublure de la porte latérale, il permet d’assurer la rigidité et la fixation des charnières et de renforcer plus efficacement la tenue de charnière aux chocs.
.e. Renfort serrure :
Le renfort serrure destiné à être interposé entre la serrure et la doublure, il permet de renforcer plus efficacement la tenue des serrures aux chocs.
.f. L’encadrement :
L’encadrement c’est la partie supérieure de la porte d’automobile, il permet de renforcer la structure de la doublure ainsi que couvrir la vitre de la porte.
.g. Le raidisseur panneau :
Le raidisseur panneau est un dispositif qui permet le renforcement de panneau de porte, il est interposé entre la doublure et le panneau.

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Table des matières

Introduction générale
Chapitre I : Présentation d’organisme d’accueil
I.1 Altran : un Groupe international, un leader mondial
I.1.1 Introduction
I.1.2 Développement international
I.1.3 Faits et chiffres
I.1.4 Activités et métiers
I.2 Altran
I.2.1 Mission
I.2.2 Faits et chiffres
I.2.3 Les Locaux d’Altran
I.2.4 Organigramme
Chapitre II : Description de projet
II.1 Contexte général du projet
II.1.1 Stratégie de conception
II.1.2 Processus de réalisation
II.1.3 Cahier des charges
II.1.4 Démarche de projet : DMAIC
II.1.5 Planning du projet
Chapitre III : Définition de périmetre
III.1 Introduction
III.2 « Définition » de la structure automobile
III.2.1 Structure du véhicule (la carrosserie)
III.2.2 Matériaux utilisés dans la structure automobile
III.2.3 La porte latérale
III.2.3.a La doublure
III.2.3.b Renfort choc Latéral
III.2.3.c Renfort Choc frontale
III.2.3.d Renfort charnière
III.2.3.e Renfort serrure
III.2.3.f L’encadrement
III.2.3.g Le raidisseur panneau
III.3 Phase Mesurer : Analyse de concurrence
III.3.1 Echantillon étudié
III.3.2 Tableaux de comparaison
III.3.2.a Doublure
III.3.2.b Renfort choc latéral
III.3.2.c Renfort choc frontal
III.3.2.d Raidisseur panneau
III.3.2.e Renfort Serrure
Chapitre IV : Benchmarking interne
IV.1 Phase Analyser : Benchmarking interne
IV.1.1 Sections
IV.1.2 Comparaison générale
IV.1.2.a La doublure
IV.1.2.b Raidisseur panneau
IV.1.2.c Raidisseur Doublure
IV.1.2.d Encadrement
IV.1.2.e Renfort charnière
IV.2 Etude et Benchmarking sur les renforts de choc de porte avant
IV.2.1 Parcours de la force en cas de choc latéral et frontal
IV.2.2 Test crash EURONCAP
IV.2.3 Crash test : pour aller plus loin
IV.2.4 La notation : [7]
IV.2.5 Résultats de test Crash
IV.2.6 Benchmarking renforts de choc
IV.2.6.a Benchmarking Renfort choc latéral
IV.2.6.b Analyse de Benchmarking Renfort choc latéral
IV.2.7 Analyse par élément finie de renfort choc latéral
IV.2.7.a Modélisation par éléments finis sur Catia V5
IV.2.7.b Résultat du test
IV.2.7.c Interprétation des résultats
IV.2.7.d Benchmarking Renfort choc frontal
IV.2.7.e Analyse Benchmarking Renfort choc frontal
IV.2.7.f Analyse par élément finie de renfort choc frontal
IV.2.7.g Résultats d’analyse
IV.2.7.h Interprétation des résultats
IV.2.7.i Conclusion
Chapitre V : Conception et Evaluation
V.1 Phase Améliorer : Conception porte avant
V.1.1 Introduction
V.1.2 Conception
V.1.3 Démarche de conception
V.1.4 Objectif
V.1.5 Outils de conception
V.1.5.b 3DCOM
V.1.6 Conception et Développement
V.1.6.a PLAN & OBJECTIFS
V.1.7 Étapes de conception
V.1.7.a Le concept et le style
V.1.8 Démarche de conception
V.1.8.a Sertissage de Panneau
V.1.8.b La doublure
V.1.8.c Le renfort choc Frontal
V.1.8.d Renfort serrure
V.1.8.e L’encadrement
V.1.8.f Le Raidisseur panneau
V.1.8.g Renfort charnière
V.1.8.h Forme Final de porte latérale
V.2 Phase Contrôler
V.2.1 Réglementation Européenne ECE26
V.2.1.a Définition de l’ECE26
V.2.1.b Processus ECE26
V.2.1.c Application de la règlementation ECE26 sur le panneau de la porte
V.2.2 Vérification des Points de soudure électrique
V.2.2.a Le soudage par points électrique
V.2.2.b Règles de soudage
V.2.2.c Intégration des points de soudure électrique
V.2.3 Analyse d’interférence
V.2.4 Analyse de choc
V.2.4.a Application de maillage
V.2.4.b Choc frontal
V.2.4.c Résultats de choc frontal
V.2.4.d Choc latéral
V.2.4.e Résultats de choc latéral
Conclusion
Bibliographie

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