Calcul du couple de freinage

[sam57]

Bonjour,

Je actuellement étudiant en ingénierie mécanique et je n'arrive pas à trouver la solution à un problème malgré mes nombreuses recherches. J'aurais donc besoin de votre aide.

L'objectif principal est de vérifier si une accroche de frein de formula student est bien dimensionnée ou si on peut encore gagner du poids.
On a quelques données d'entrée :
-Le véhicule pèse 450kg avec le pilote équipé
-La répartition du freinage est de 60% à l'avant et le reste à l'arrière
-Le pneu mesure 289mm de rayon
-Le disque a un diamètre de 254mm pour 240 à la moitié des étriers de frein (4 pistons)
-Le cas extrême est pour une vitesse de 200km/h

On cherche donc à simuler cette accroche et je n'arrive pas à déterminer le couple maximum à appliquer sur l'étrier pour vérifier la résistance de l'attache.
Pourriez vous m'aider ? Quelle formule utiliser ou sinon où chercher ?

Cordialement,
Samuel
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[calculair]

S'il faut s'arrêter en 5 km il n'y a pas trop de problème

Si tu veux t'arrêter en 10 m il y a lieu d'etudier aussi les pneus pour s'acrocher à la route.....

[phys4]

Un sérieux problème de mécanique,
Avec les données indiquées et sachant que l'adhérence de ce type d'engin permet une variation de vitesse de 18,5 m/sec²
il est possible d'avoir rapidement le couple de freinage utile sur l'avant = 1440 N.m soit 720 N.m sur chaque disque de frein.

La vitesse n'est pas utilisée ici, elle jouera sur la dissipation du disque, donc son épaisseur et ses possibilités de ventilation.
Je ne pas sur que cela suffise pour avoir toutes les contraintes au niveau de l'étrier.

[LPFR]

Bonjour Phys4.
J’imagine que la valeur de décélération que vous donnez (2g) est fiable.
Elle est énorme comparée à celle des pneus grand public qui est la moitié.
(Ils ne doivent pas être données ces pneus !).
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[sam57]

Merci pour votre aide. Comment avez-vous trouvé ces valeurs (quelles sont les formules) et quelles données faudrait-il pour être plus précis ?

[phys4]

Il faudrait confirmer l'adhérence que j'ai trouvée sur un projet type (1,8 g) ce qui parait logique pour ce type d'engin, qui est une mini formule 1

La vitesse indiquée permet de rajouter la puissance instantanée de dissipation = 140 KW par disque
et la chaleur que doit pouvoir stocker un disque = 208 KJ
Ces deux valeurs permettent de vérifier les dimensions du disque et la surface de freinage.

[sam57]

D'accord, merci. Si j'ai bien compris la formule utilisée et qui pourra servir à d'autre gens est :
F=M*gamma, avec F la force de freinage capable de communiquer une décélération de 18.5m/s^2
Et soit pour une répartition de 60% du freinage à l'avant :
F=0.6*450*18.5 = 4995 N pour l'avant
Ce qui pour un pneu de rayon 289mm donne un moment de freinage de :
M=4995*0.289=1443 N.m soit 721.5 N.m pour une roue avant.
L'adhérence me semble bien puisqu'au pire si on est en dessous en réalité, il y aura moins de contraintes sur la pièce.