Physique appliqué en mécanique

[Victorious714]

Bonjour à tous !

Je viens vers vous sur ce forum car j’ai besoin d’un peu d’aide pour un exercice de mécanique automobile. Il s’agit d’un exercice préparatoire en vue de passer des tests afin d’intégrer une école.

Voici le problème en questions :
On considère une voiture dont la masse totale y compris le pilote et le carburant est égale à 850 Kg. Les largeurs de voie avant et arrière sont de 1600mm. L’empattement est de 2100mm.
Le poids est réparti comme ceci : 160 Kg sur chaque roue avant et 265 Kg sur chaque roue arrière. De façon à placer le centre de gravité G à 1309.35mm par rapport à l’empattement.
Ce véhicule est équipé de trains roulants de type double triangulation avec combiné ressort/amortisseur fixé directement sur le triangle inférieur. Les rapports de suspensions, soit le déplacement tige d’amortisseur / déplacement vertical de la roue sont :

- ½ (0.5) pour le train avant
- ¾ (0.75) pour le train arrière

1 / Calculer l’effort que reçoit chaque rotule de fixation des têtes des combinés ressort/amortisseur sur les bras inférieurs quand le véhicule est en configuration statique.

(P = M*g) Mais à mon avis il manque quelque chose dans ma formule…

2 / Calculer la force de maintien donnée par les ressorts de chaque combiné en configuration statique.

(Idem) ???

Le véhicule a été chargé de 365 Kg parfaitement répartis afin que le centre de gravité ne soit pas déplacé par rapport à la voie de l’empattement. Cette charge à provoqué un enfoncement uniforme des suspensions de 140mm (la hauteur de la caisse s’est abaissé de 140mm)

3 / Calculer la force que doit produire chaque ressort combiné ressort / amortisseur pour réagir à cette action.
(On sait que le déplacement des tiges d’amortisseur avant est de 70mm et 105mm pour l’arrière)

(Alors la aucune idée)

Le véhicule a été déchargé de ses 365 Kg et une série d’essais sont programmés. Au cours d’un essai, le véhicule a effectué un saut et, à sa réception « à plat », une accélération verticale, appliqué au centre de gravité (G) de 4.9 m.s^2 a été mesuré à cet instant, par l’accéléromètre du système d’acquisition de données (qui est étalonné « à zéro » en statique).

4/ Quelle est la force verticale appliquée à cet instant sur le centre de gravité du véhicule.

(Alors la aucune idée)

Ces 4 questions parmi les autres sont celles qui me posent des soucis, tout simplement parce que je ne connais pas la formule qui permettent de trouver les valeurs, pourtant j’ai les réponses mais sans les détails des calculs.
C’est pourquoi je voudrai savoir si vous pouvez m’aider à trouver les formules qui m’aideront à finir mon problème !

Merci d’avance !
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[phys4]

Bonjour,

Ce véhicule est équipé de trains roulants de type double triangulation avec combiné ressort/amortisseur fixé directement sur le triangle inférieur. Les rapports de suspensions, soit le déplacement tige d’amortisseur / déplacement vertical de la roue sont :

- ½ (0.5) pour le train avant
- ¾ (0.75) pour le train arrière

1 / Calculer l’effort que reçoit chaque rotule de fixation des têtes des combinés ressort/amortisseur sur les bras inférieurs quand le véhicule est en configuration statique.

(P = M*g) Mais à mon avis il manque quelque chose dans ma formule…

Il faut tenir compte des rapports cités au dessus, car il y a un bras de levier qui augmente la force que doivent fournir les amortisseurs.

2 / Calculer la force de maintien donnée par les ressorts de chaque combiné en configuration statique.

(Idem) ???

Ce sont les forces subies par les rotules puisqu'en statique les amortisseurs ont une force nulle.

Le véhicule a été chargé de 365 Kg parfaitement répartis afin que le centre de gravité ne soit pas déplacé par rapport à la voie de l’empattement. Cette charge à provoqué un enfoncement uniforme des suspensions de 140mm (la hauteur de la caisse s’est abaissé de 140mm)

3 / Calculer la force que doit produire chaque ressort combiné ressort / amortisseur pour réagir à cette action.
(On sait que le déplacement des tiges d’amortisseur avant est de 70mm et 105mm pour l’arrière)

(Alors la aucune idée)

Il faut refaire la répartition par roue dans les rapports initiaux puisque le centre de gravité n'est pas déplacé.

Le véhicule a été déchargé de ses 365 Kg et une série d’essais sont programmés. Au cours d’un essai, le véhicule a effectué un saut et, à sa réception « à plat », une accélération verticale, appliqué au centre de gravité (G) de 4.9 m.s^2 a été mesuré à cet instant, par l’accéléromètre du système d’acquisition de données (qui est étalonné « à zéro » en statique).

4/ Quelle est la force verticale appliquée à cet instant sur le centre de gravité du véhicule.

(Alors la aucune idée)

Vous avez utilisé g au début, il s'agit maintenant d'utiliser (g + 4,9) à la réception au sol du véhicule. La mesure d'accélération est donnée par rapport à la pesanteur, cela ne peut être l'accélération totale qui devrait être supérieure à g.

[Victorious714]

Je comprend le bras de levier, admettons que en (a) c'est fixé au châssis, en (b) c'est le combiné et en (c) c'est la roue. Si la roue avant (c) bouge verticalement de 1mm alors en (b) on aura un mouvement vertical de 0.5mm. Pour le roue arrière le point (b) aura un mouvement vertical de 0.75mm.
Mais comme je le disais, c'est une question de formule, wiki me donne un peu de tout et n'importe quoi donc je ne sais pas comment faire pour calculer ce bras de levier. Tout ce que je sais c'est qu'à la fin je dois obtenir 260 daN pour l'avant et 313 daN pour l'arrière.

Pour les autres questions c'est pareil, ce n'est qu'une question de formule impossible à trouver sur wiki...

[phys4]

Il ne faut pas tout demander à wiki, pour les bras de levier vous devriez savoir que les forces sont en rapport inverse des déplacements.
Si le bras de levier divise le déplacement par 2, la force est multipliée par 2.
Vos valeurs résultats paraissent ne pas correspondre à la répartition des poids indiqués. A moins que le véhicule ne soit pas sur Terre

[A voir en vidéo sur Futura]

[Victorious714]

Dite moi si c'est faut ou juste:

D'abord je cherche à trouver la force qui est exercée sur le bras de levier : 160 Kg = 1568N (160x9.8) pour l'avant
265 Kg = 2597N (265x9.8) pour l'arrière.

Ensuite je sais que le bras de levier en entier mesure 800mm soit 0,8m.
Mais qu'on cherche à savoir la force exercé à 400mm soit 0,4m pour l'avant et 600mm soit 0.6m pour l'arrière.

Bon et à partir de la je ne sais pas quoi faire...

[Victorious714]

Depuis tout à l'heure je suis en train de retourner les formules dans tout les sens mais rien n'y fait
je commence un peu à désespérer...

Mes calculs les plus proches : 160 * 9.8 = 1568N = 156.8daN

0.5 * 156.8 = 78.4

78.4 + 156.8 = 235.2 daN appliqué sur la rotule du train avant.
C'est faut mais je sais pas ou est l'erreur.

Si vous pouvez m'aider ça ne serai pas de refus parce que c'est pour vendredi :P

[phys4]

Normalement il faudrait faire
pour l'avant 160*9.8/0.5
et pour l'arrière 265*9.8/0.75

ce qui donne des valeurs un peu différentes de vos réponses type.
Ensuite les 375 kg supplémentaires donneront une masse de 228.7 kg sur chaque roue avant et 378.8 sur chaque roue arrière puisqu'il faut garder des rapports constants.

A bientôt pour la suite.

[Victorious714]

Je te remercie pour ta réponse et l’intérêt que tu as apporté à vouloir m'expliquer.

Malheureusement, à l'heure c'est le bazar dans ma tête, je n'y comprend rien.
J'ai donc fait appel à une proff de physique pour un cour particulier, je vais lui passer un coup de téléphone d'ici peu.

Bonne soirée!