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énergie pare chocs



  1. #1
    kOyx

    énergie pare chocs


    ------

    bonjour, voila j'entreprends pour mes cours l'étude d'un pare-chocs. Ma question est comment celui-ci dissipe l'énergie qu'il reçoit lors d'un choc?
    mes profs m'ont dit que le pare chocs est censé dissiper l'énergie d'un crash entre 20 et 50km/h. ma seconde question est : comment je peux calculer la force qu'un choc a l'une de ces vitesses représente?
    je suis ouvert a vos propositions! Merci

    -----

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  3. #2
    Akira83

    Re : énergie pare chocs

    Bonjour,

    Un pare-choc est conçu pour, à basse vitesse, dissiper l'énergie qu'il reçoit en déformant élastiquement (c'est à dire de façon réversible) le matériau dont il est constitué ainsi qu'en s'échauffant un peu (cette forme de conversion d'énergie sous forme calorifique est la "plus simple"). Par contre, au-delà d'une certaine vitesse lors du choc (et donc d'une certaine énergie mécanique), la déformation n'est plus élastique, mais plastique (irréversible) et certaines pièces du châssis doivent absorber l'énergie mécanique en excès.
    Ces pièces du châssis du véhicule, en contact avec le pare-choc, sont conçues pour se déformer plastiquement spécifiquement (souvent en accordéon) si l'énergie mécanique du choc est trop élevée, dans le but de protéger l'habitacle et ses occupants, mais cette protection possède des limites évidentes (à 130 km/h, la protection n'est évidemment pas assurée, il suffit de se renseigner sur la vitesse des véhicules test lors des crash-tests voisines d'une soixantaine de kilomètre par heure...).

    Ce que tu appelles la "force" d'un choc ne te serait pas utile. A mon avis, tu souhaites calculer l'énergie mise en jeu lors du choc (contre un obstacle immobile). Dans ce cas, un simple calcul de l'énergie cinétique possédée par le véhicule de masse m au moment du choc à la vitesse v me semble une bonne approximation :

  4. #3
    kOyx

    Re : énergie pare chocs

    Merci, je viens d'avancer grâce a toi. je cherches juste faire le lien entre l'énergie cinétique et la résistance élastique du matériau...tu saurais toi? Merci bcp

  5. #4
    Jeanpaul

    Re : énergie pare chocs

    Quelques chiffres pour précise ce que dit Akira83 :
    Pour un choc frontal :
    - en-dessous de 6 km/h, pas de dégats apparents, le pare-choc (on dit : le bouclier) revient élastiquement
    - en-dessous de 10 km/h, le choc doit être réparable à peu de frais, ce qui suppose que seul le bouclier s'est déformé irréversiblement (essentiellement les blocs sur lesquels il est fixé)
    - en-dessous de 30 km/h, il y a des dégats de carrosserie, on évalue le coût des réparations car c'est à partir de là que les compagnies d'assurances calculent les primes
    - en-dessous de 64 km/h on doit assurer la survie des occupants ceinturés, d'où la zone déformable à l'avant (longerons notamment), les portes doivent s'ouvrir sans instruments, les passagers ne doivent pas se blesser la tête ni les genoux.

    Ce chiffre de 64 km/h paraît bas mais il faut voir qu'il s'agit d'une variation de vitesse directe. Dans la pratique, les véhicules continuent un peu, ce qui réduit la décélération.

    En plus, tout ça c'est AVEC CEINTURE. Sans ceinture, on peut se tuer à 15 km/h.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    kOyx

    Re : énergie pare chocs

    j'ai trouvé la formule "F=-grad Ec" en cherchant sur le net pour faire le rapport entre l'énergie cinétique et la force créée..vous en pensez quoi?
    Dans 1/2 mv², la masse est en Newton ?merci

  8. #6
    Akira83

    Re : énergie pare chocs

    Bonjour,

    Merci à Jeanpaul pour ses précisions bien venues.
    Pour ton problème, peut-être lier la contrainte à l'énergie en passant par le travail de la force (puisqu'alors ) sur le déplacement élastique du pare-choc ?
    D'autant que avec E le module d'Young et l'allongement relatif (ou contrainte)

    Bon courage dans ta recherche

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  10. #7
    Jeanpaul

    Re : énergie pare chocs

    Citation Envoyé par kOyx Voir le message
    j'ai trouvé la formule "F=-grad Ec" en cherchant sur le net pour faire le rapport entre l'énergie cinétique et la force créée..vous en pensez quoi?
    Dans 1/2 mv², la masse est en Newton ?merci
    On ne parle pas de gradient d'énergie cinétique car l'énergie cinétique ne corrspond pas à un champ de vecteurs comme le champ électrique ou la pesanteur. Ce qui est vrai c'est que le travail de la force, soit F.L où L est le déplacement est égal à la variation d'énergie cinétique.
    Dans tous les cas, la masse est en kilogrammes, la vitesse en mètres par seconde et l'énergie en joules, la force en newtons.

  11. #8
    kOyx

    Re : énergie pare chocs

    d'accord, merci a vous!
    sa pourrait marcher si je dis 1/2m*v²=F*X ou X : déformation du pare chocs
    sa marche ou pas?

  12. #9
    Jeanpaul

    Re : énergie pare chocs

    Oui, ça donnera une valeur moyenne de la force. Elle n'est pas constante même si les constructeurs font justement de gros efforts pour qu'elle le soit, histoire d'éviter de gâcher les premiers centimètres de zone écrasable.

  13. #10
    kOyx

    Re : énergie pare chocs

    ok, merci.
    je vais donc faire (1/2mv²)/y = F exercée sur le pare choc, où y est la fleche du pare choc. je suppose un choc équivalant au centre. je calcules ensuite l'énergie de déformation avec ED=1/2 F*y et y = (-F*L^3)/(192*E*Igz)
    Je vous remercies de votre aide. Bonne soirée

  14. #11
    Jaunin
    Animateur Technologies et Bricolage

    Re : énergie pare chocs

    Bonjour, KOyx,
    Regardez à la page 616 et 617 pour ce qui concerne les impacts.
    Cordialement.
    Jaunin__
    http://books.google.ch/books?id=eYB6...l=fr#PPA616,M1

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