the Bessemer process for making steel · injection molding of plastics · blown film process, Exams of Industrial Technology

Download the Bessemer process for making steel · injection molding of plastics · blown film process and more Exams Industrial Technology in PDF only on Docsity! CRCP SESSION BTS CRC Epreuve : CONDUITE DE PROJET PORTE A OUVERTURE EN ELITRE COEFFICIENT : 4 COMPOSITION DES DOCUMENTS FOURNIS : - dossier SUJET : documents repérés Sut a Sut5 dossier TECHNIQUE : documents repérés DT1aDT11 dossier REPONSES : documents repérés DR1 a DR8 Note aux candidats : Le candidat est invité a formuler toutes les hypotheses qu’il jugera nécessaires. 2006 eReP SESSION 2006. BTS CRC Epreuve : CONDUITE DE PROJET PORTE A OUVERTURE E cossier SUJET : documents repérés Sut a Sut5 cRCP Su 3 PARTIE: 1 Questionnement général sur fa cinématique d’une portiére Cinématique d'une portiére : constat, comparaison. On s’apercoit que sur la plupart des véhicules automobiles de grande série, deux solutions de cinématique de portiére prédominent : - 1 rotation autour d'un axe fixe - 2 translation circulaire (exemple : porte de bus) Question 1: ; ; Parmi les 6 avantages ci-dessous, indiquer celui qui caractérise le mieux chacune des deux solutions précédentes (Réponse sur feuille de copie) - ergonomie de manipulation - faible encombrement déployé - bonne accessibilité au véhicule - verrouillage techniquement aisé - simplicité & coft minimal - esthétique induite CRCP Su 4 PARTIE 2 Cinématique en élitre, recherche de solutions Examiner particuliérement les documents techniques DT1 a DT6 a - Analyse et tracé de trajectoires (travail sur document réponse DR1) Sur le DR4 on vous procure le schéma cinématique complet d’une solution de cinématique en élitre . On considére un repére fixe (chassis(0)) xyz La portiére (2) est initialement en position « fermée » (fig.1) , et va rejoindre une position « dégagée » en opérant un angle de +15 degrés autour de !'axe O,z: {position X1, Y1, fig.1). Question 2: Sur la figure 1 du DR1, tracer la trajectoire associée au point E, appartenant a la portiére (2) par rapport au chassis (0). La position finale de E sera notée E’. La figure 2 correspond 4 la vue suivant F normale au plan (z, x1). La portiére est initialement en position « dégagée », et va rejoindre une position « ouverte » en opérant un angle de -45 degrés autour de l'axe O2y1 : (position X2, 22, fig2). Question 3 : Sur la figure 2 du DR1, tracer !a trajectoire associée au point E', appartenant a la portiére (2) dans son mouvement par rapport au chassis (0). La position finale de E’ sera notée E”.  CRCP Su 5 Question 4: Sur la figure en perspective du DR2 : Esquissez sommairement la trajectoire du point E -> E’ ->E” issue de la question précédente, point E appartenant a la portiére (2) par rapport au chassis (0). — couleur bleue — Esquissez sommairement ia position finale de la portiére avec le mécanisme et ses 2 liaisons pivot b - Analyse et proposition de mécanismes On se propose d’étudier deux nouvelles cinématiques indépendantes de la précédente. Sur le DR3 on vous procure le schéma correspondant a : La portiére en position « fermée » La portiére en position « dégagée » La portiére en position « ouverte » Les trajectoires E -> E’ ->E” ; du point E appartenant a la portiére (2) dans son mouvement par rapport au chassis (0), au cours des 2 mouvements ( E-E'droite, E’- E’arc de cercle). Question 5: Sur la figure en perspective du DR3 : Proposer et tracer une solution de mécanisme en employant la représentation normalisée du schéma cinématique. Votre solution générera la trajectoire du point E -> E’ ->E” indiquée. Sur le DR4 on vous procure le schéma correspondant a : La portiére en position « fermée » La portiére en position « ouverte » La trajectoire (hélicoidale d'axe y) £ -> E” d'un point E appartenant a la portiére (2) dans son mouvement par rapport au chassis (0) Question 6; Sur la figure en perspective du DR4 : Proposer et tracer une solution de mécanisme en employant la représentation normalisée du schéma cinématique. Votre solution générera la trajectoire du point E ->E” indiquée. CRCP Su 8 PARTIE 4 Recherche de critéres géométriques La définition industrielle du systéme avec rotule est décidée, malgré son hyperstaticité : ia fabrication respectera des critéres géométriques précis. (analogie simple avec l'exemple suivant : - table 4 3 pieds => pas de critéres géométriques - table a 4 pieds => exigence géomeétrique : 4 pieds coplanaires, ou un pied élastique) (travail sur documents reponse DR5, DR6) Sur le DR5, on vous procure le mécanisme schématisé avec le « défaut géométrique » suivant : - centre rotule B non coincidant avec I’axe z soit distance OB = a (défaut géométrique de positionnement) Question 10: Sur les 2 vues du DRS : Pour une rotation / axe z de 15° du mécanisme - tracer la trajectoire du point C (CC’) appartenant 4 (2) dans son mouvement par rapport a (0) - tracer le segment BC, en position « fermée » - tracer ce segment, en position « dégagée » : BC’ Question 11: (Réponse sur DR5) En constatant que BC est en vraie grandeur position « fermée » vue xz, comparer la distance BC’ a BC. Donner votre conclusion quant au fonctionnement de ce mécanisme. Question 12: (Réponse sur DR6) On considére a présent le mécanisme sans défaut qéométrique : (a = 0) - refaire le méme travail de tracé - comparer BC’ 4 BC, et donner votre conclusion quant au fonctionnement de ce mécanisme. CRCP Su 9 PARTIE 5 Etude de la phase fermeture A présent, on s’intéresse uniquement & la phase « basculement en fermeture » de la portiére. La phase « basculement en ouverture » est, quant a elle, assistée par un vérin a gaz — sans intervention utile de l'utilisateur. a - Etude ergonomique préalable Le rapport véhicule — utilisateur implique souvent Ia réalisation d’une étude ergonomique, pour répondre au mieux aux exigence de confort et d’usage. Dans notre cas, |’ergonomie est axée sur la manipulation de la portiére, en particulier dans la phase « basculement en fermeture » - l'utilisateur étant assis dans le véhicule. On souhaite ici préalablement établir des données ergonomiques, exploitables par la suite pour cette phase. Examiner : Le document technique DT7 il explique la posture considérée de Iutilisateur, et les conditions de relevé de données ergonomiques Le document technique DT8 if visualise graphiquement les relevés : points de coordonnées (altitude Z, effort fourni) et 3 courbes lissées qu’on souhaiterait exploiter ensuite. Question 13: Donner les coordonnées du point le plus extréme en terme d’effort fourni (maxi). Pensez-vous qu’on puisse utiliser ce point dans le cadre de I’étude, pourquoi ? (Réponse sur feuille de copie) Question 14: Des 3 courbes lissées (C1,C2,C3) indiquer la plus intéressante 4 exploiter dans le cadre de l'étude, pourquoi ? (Réponse sur feuille de copie) CRCP Su 10 b - Simulation de la fermeture en basculement de la portiére a l'aide d’un logiciel de calcul. Hypothéses : voir document DR 7 On considérera que le probléme est plan. L’étude se fera dans le plan [X1, Z]. Le poids P2 de Ia portiére (2) est de 250N. Le centre de gravité de la portiére (2) est le point G. Lutilisateur exercera un effort sur la portiére (2) de type force dont la résultante B sera verticale et appliquée au point M. Laction de la tige de vérin 4 gaz (3) sur la portiére (2) sera modélisée parun effort F de type force dont lintensité ne sera pas constante au cours du basculement de fa porte. Cet effort F sera simulé par une force d’intensité variable ( F = Fmax- a*x) Fmax : effort tige rentrée ; a : pente de fa variation ; X déplacement de fa tige par rapport au corps Par exemple : F=3000-5*X Les résultats donnés par le logiciel de calcul sont traduits par les courbes du document DR 8. Ce document représente lintensité R de l'effort exercé par l'utilisateur sur la portiére (2) en fonction du déplacement Dz ( Dz : déplacement vertical du point M « portiére (2) / chassis(0) ) . Les courbes ‘résuitat ‘ sont données pour chacune des simulations : F= 3000 F=3000-5*X etc... correspondant a leffort exercé par la tige (3) sur la portiére (2). CRCP Su 13 PARTIE 6 Etude de résistance des matériaux Etude de la résistance du chassis mobile Visualiser le composant chassis mobile(rep.11) du mécanisme étudié, sur les documents DT 4 -5-10 La portiére (2) est fixée sur le chassis mobile (11) a aide de 2 boutons aux points A et B. ( point définis sur DT 10) Le support mobile (11) est donc soumis aux efforts extérieurs suivants - L’action de la portiére et du bouton au point A Laction de la portiére et du boulon ay point B L action de Ia tige de vérin (3) : R3/17 L’action du chassis (0) uae On désire procéder & une vérification de la résistance du support a Vaide d’un logiciel de calcul par éléments finis. Un calcul en statique a permis de quantifier R3/11 et RO/11 (résultats de la simulation du calcul précédent). L’action de fa portiére et du boulon au point A sera simulée par une liaison encastrement sur le trou de passage du bouton. L’action de la portiére et du bouton au point B sera simulée par une liaison encastrement sur le trou de passage du boulon. Les résultats apparaissent sous forme d'un affichage de fa valeur des contraintes de Von Mises, sur la peau de la piéce (voir document DT 11). Vérification de la cohérence des résultats Afin de vérifier que les résultats sont cohérents, nous allons procéder & un calcul manuel approximatif sur la section S (section A-A, document DT 10). Hypothéses simplifiées pour le calcul manuel : La section S$ (section en L) sera simplifiée par une section rectangulaire de 30mm x 7 mm. CRCP Su 14 Laction de la portiére et du boulon au point A sera modélisée par la résultante Ra2/1) Laction de la portiére et du boulon au point B sera modélisée par la résultante RE/11 —> > > Avec Rb 2/11=-400 x}-150 Zz (N) (Réponses sur feuille de copie) Question 23 : Calculer approximativement le torseur de cohésion au point G (centre de gravité) de la section S simplifiée. Question 24: A partir du torseur de cohésion calculé, donner fe type de sollicitation auquel est soumis le chassis mobile 11 dans la section S. Question 25 : Caiculer approximativement la contrainte normale maximale omaxi dans la section S Nota : o traction = N/S (N : effort normal; S : section) omaxi flexion= (Mf/Igz)*Y max ( Mf moment fléchissant; Y max: distance maxi a la fibre neutre; igz: voir ci dessous). . Y Nota : pour une section rectangulaire pleine igz= bh?/12 x Question 26 : En prenant comme hypothése que les contraintes tangentielles r (cisaillement) sont négligeables devant les contraintes normales, caiculer la contrainte de Von Mises maxi dans Ia section S. Nota : oy= f (674374 Gy ‘contrainte de Von Mises au point considéré © : contrainte normale au point considéré T . contrainte tangentielle au point considéré CRCP Su 15 Question 27 : Comparer oy calculé avec oy relevé sur le document DT 17. Expliquer la différence. - Les résultats sont-ils maigré tout cohérents 7 Question 28 : Dans la zone proche de la section S, on constate des concentrations de contrainte pouvant atteindre une valeur oy, = 1.2 10° N/m? Comment pourrait on modifier localement la piéce afin de diminuer ces contraintes, tout en gardant les mémes dimensions géométriques de /a section ? CRCP Document technique Document Lambostyledoors Volkswagen Golf DT 1 CROP Document technique Kit du mécanisme Lambostyledoors Swing arm io chassis plaiz adjustable connection mount 6x Gable 4 Gas spring For OnterNa. 539 Too of = 2500 W Far Onte-Na, 53] 700 02 = 2100 W ow 3x Secuniy ring Swing arm tx Serrated leek nur (ney Gx Serrajed Bok, aabe3g) (4) =e © ce oa 7 a Adjustment screw }— Doar tack height Cable fead-zhrough af A-pillar: cover plate, larammat and 3s fapping sorew DT2 CRCP Document technique SCHEMAS CINEMATIQUES 2D ET 3D DT 3 (1) (2) CREP Document technique DT 6a Portiére fermée jocalisation du mécanisme Plaque solidaire du chassis vehicule (« chassis fixe ») Ferrure solidaire de la portiére, lui donnant son mouvement (« chassis mobile ») CROP Document technique DT 6b Portiére en dégagement : rotation d’axe (presque) vertical, amplitude 15° CRCP Document technique DT 6c CRCP Principe : Les ressorts 4 gaz servent a l’equilibrage et a l'assistance a |’ouverture des portes, hayons des véhicules. Les ressorts a gaz doivent leur énergie a la compression du gaz qu’ils renferment. Cette particularité permet aux ressorts a gaz d’assurer d’autre fonctions que celle d'assistance telles que : L’amortissement du déplacement Le contrdle de la vitesse de sortie de tige Le ressort 4 gaz ( fig 1) est un systeme hermétiquement clos comprenant un tube sous pression, une tige de piston avec son piston, un gaz en tant que vecteur d'énergie et de I’huile de lubrification. L’énergie du ressort a gaz est fonction de la compressibilité du gaz N2 inclus dans le vérin roi Eximert Tbe Tigs a piston detanchalts et Pleten Ques de pression DT 9a CRCP Document technique Mode de fonctionnement du ressort 4 gaz idéal : Lintensité de l’effort exercé par un vérin & gaz varie de fagon quasi linéaire en fonction du dépiacement de la tige (Fig1) Cet effort ressemble a un effort exercé par un ressort mais a la différence prés que la variation de l'effort peut étre trés faible et peut étre modifié en agissant sur les paramétres suivants : la pression du gaz, Le diamétre de Ia tige Le diamétre du corps Le volume interne du corps par adjonction d’huile La figure 2 ci dessous montre l’influence de ces paramétres. Fig B F F Ak E p i 1 i P 1 A iA 1 i t 1 ! ! : t ‘ Jie Ss te og te os 84 So 54 Se 54 So influence de la Influence de la Influence de la section pression de section AK dala | AR ou V1 de la section remplissage pi tige de piston du tube de pression Mode de fonctionnement du ressort a gaz normal : Dans le fonctionnement normal du vérin, deux facteurs importants viennent modifier la courbe d’effort en fonction de la course : les frottements dus aux joints d’étanchéité, La résistance au laminage (frottement visqueux) du gaz au niveau de la buse. La figure 2 ci dessous illustre ce fonctionnement. Fo DT 9b CRCP Ra 2/11 x1 Chassis mobile 11 DT 10 1 DANS CECADRE NERIENECRIRE Académie : . Session: Examen ou Concours Spécialité/option” « Epreuve/sous-épreuve : NOM : (aeneimnen fai iyo om ad oaose) Prénoms : Né(e) le CROP Document réponse figure vue de dessus chassis (0) vue Fa x Fiqure2 Vue suivant F Zz Série" : Repére de I'épreuve : N° du candidat DR1 Y1 Srtiére droite (2) as x1 DANS CEGADRE 2 = 8 @ = @ z Académie : Session: Examen ou Concours Série* Spécialité/option* + Repere de lépreuve : Epreuve/sous-6preuve : NOM + (vlan Ta, i COURS) Prénoms : Né(e) le —-—________ N° du candidat GRCP Document réponse position « fermée » portiére droite TRACE A MAIN LEVEE UNIQUEMENT - Tanumaveatcobiguliaesarh | z DR2  Académie . __Session Examen ou Concours | . Serie™: Spécialité/option” : Repere detépreuve | Epreuve/sous-épreuve : NOM : “Faiidomas Ty Sis amar Prenoms DANS CE CADRE N° du candidat ‘eral eater aurea srmccaton eu Iso tance + Uriquement siaagi dun examen NEAIEN ECRIFE CREP Document réponse DR3 -- position « fermée » portiere droite position « dégagée» position « ouverte» Academie : ___Session: Examen ou Concours . Ce Stiri Spécialite/option® + Repere de répreuve : DANS CECADRE Prenoms = _ _-. N° ducandidat Ne(e} le: NERIEN EORIPE CROP Document réponse DRE Comparaison, conclusion : DR7 cRcP -Caisse Porte 8- Tige verin 4- Corps verin Echelle 1:2 0 Q- vepypueo np .N UOYOSO SHE “aanande-snoseAnaidg Teaneide, ep aledoy T uondoypyeReds ggg eo Sunnoudg no VEU TUISSBQ veiliepeay  Académie: Session Examen ou Concours Spécialité/option* ; Repere de ISpreuve : Epreuve/sous-épreuve : NOM —_________ NP-du candidat RCP | = ; . © 2 x E e 8 8 a ; £ e .~8s ¢ gs Qa 8 5 8 8 88 | 8 S € 8 GF Be a ea a 2 | 8 | § | | , ad 8 | nN Q g I ig oD | 9 | 2 ° | £ E -120 -140 -160 -180 |R(N)-100