Etude statique sur trottinette électrique

[invited21303cc]

Bonsoir à tous,

Je me présente, je suis étudiant en DUT Génie Mécanique et Productique à l'IUT de l'Université Claude Bernard Lyon 1, et dans le cadre d'un projet tuteuré, nous avons décidé de réaliser, avec 2 autres étudiants, une trottinette-skateaboard électrique. Pour présenter un peu le projet, pour les intéressés, nous avons décidé d'utiliser une planche de longboard électrique dont on aurait remplacé l’avant par celui d’une trottinette. Pour rendre le tout plus maniable et plus facile à prendre en main, le cintre de la trottinette sera remplacé par celui d’un BMX, plus large et plus relevé.

Nous devons bien sûr pour réaliser cela faire toutes les études nécessaires avant la réalisation de la trottinette. Nous avons finis toute l'analyse fonctionnelle et l'étude des normes, et nous en sommes aux calculs de statiques pour déterminer les forces présentent dans les liaisons et ainsi dimensionner nos pièces.

Le problème c'est que nous ne savons pas vraiment par où commencer.

L'étude des normes nous dit que la trottinette doit résister aux essais suivants :



Il doit donc y avoir trois études différentes :
- Une masse de 200kg sur la board.
- Une effort vertical exercé par une masse de 50kg dans un sens, roue avant encastrée, l'autre en liaison ponctuelle.
- La même chose, mais dans l'autre sens, avec cette fois la roue arrière encastrée, l'autre en liaison ponctuelle.

Comme je vous l'ai dit précédemment, nous ne savons pas vraiment par où commencer...donc si c'était possible d'avoir un petit coup de pouce pour démarrer, par quoi commencer pour faire l'étude statique, quoi isoler, etc..
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[invite69483f5c]

Bonjour,

Le premier point est de calculer les forces aux différents points de la trottinette pour les 3 cas considérés.
Ensuite c'est un calcul de résistance des matériaux avec tout ce que cela comporte comme choix des matériaux, des formes et de tout le reste.
Vous aurez certainement à tenir compte du poids de l'engin et de son autonomie.

[Zozo_MP]

Bonsoir

Afin d'y voir un peu plus clair dans votre demande je fais des remarques et pose des questions.

1°) le titre =

Etude statique

ce qui veut dire que vous ne calculez pas de charges dynamiques. Ce qui attire immédiatement mon attention sur la première image avec une charge statique au milieu et de 200 Kg (il vaudrait mieux tout convertir en N d'ailleurs). 200 Kilos cela veut dire que l'utilisateur à un indice de masse corporel (IMC) de 45,4 autant dire que les risques sur la santé sont énorme (sans jeu de mots).
Du statique sur objet comme une trottinette je crains que vos prof vous fassent quelques remarques bien pesée. Ce n'est pas un objet de musée soumis à aucun effort mais un truc pour le fun et pas pour mamy qui va chercher son pain tirée par son basset aussi âgé que la dite Mamy.

Conseil 1 : Partez sur 140 kilos pour 2 mètres pour le bonhomme (ou femme) en statique et regardez en dynamique avec une chute de 100 cm de hauteur augmentée d'un coef de sécurité de 1.5 pour calculer la résistance sur ce point.

2°) sur l'image 2 et 3 vous indiquez 50 kilos. Je voudrais bien savoir d'où vous sortez ce chiffre. Si vous faite le calcul du costaud de 140 kg qui tirent ou pousse comme un âne sur la potence vous verrez que vous n'arriverez pas à ces chiffres. Il faut partir du CG du grand costaud et de voir quelle force de traction il faut rajouter. c'est la combinaison d'au moins ces deux forces.
A noter que la force en poussée sera nettement inférieure à celle en traction. Je vous laisse trouver pourquoi.

Conseil 2 : dessiner tous les vecteurs avec les bonnes orientations et les bons chiffres

Quand à vos histoires de liaison ponctuelle ou encastrée ce n'est pas le problème pour l'instant.
Chaque roue va supporter au minimum 70 kg (toujours en statique quid du dynamique) et un peu plus ou un peu moins selon que le costaud à son CG plus vers l'arrière ou plus vers l'avant. Vous verrez que le problème se situe plutôt au niveau du point d'accrochage de la potence du fait du très grand bras de levier entre le guidon et le point d'accrochage sur le liaison pivot de la potence. Calculez au passage la flexion que doit supporter la potence. Un costaud de 140 Kg qui tire sur un tube il faut que ce dernier soit correctement dimensionné.

Pour la roue c'est lorsque cela tourne que vous aurez la force max dans le sens axial. Cet effort doit aussi être calculer pour que les butées de votre liaison pivot soit correctement dimensionnée. Cette information vous servira également pour dimensionner la fourche avant et arrière qu'il ne faut pas négliger surtout en cas de frein dérapage.

Bon voilà pour commencer nous verrons toutes les autres trucs qui vous manquent après

Cordialement

[invite69483f5c]

D'après ce qu'a écrit thibthib42, ce sont les normes qui imposent les 200kg et le reste.
Il vaudrait mieux qu'il prenne en compte ce critère que l'Homme de 140kg.
Ce n'est que mon humble avis, bien que la prise en compte d'un Homme de 140kg est aussi recevable intellectuellement.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invited21303cc]

Toutes les charges sont directement tirées des normes européennes, ici en l’occurrence la norme EN NF 14619, qui permet de qualifier une trottinette comme étant conforme et aux normes européennes (donnant ainsi l'autorisation au constructeur de la mettre en vente, entre autre) , si elle résiste à ses essais de charges statiques. Donc je pense que ces charges sont bonnes vu qu'elles sont tirées du site Français de normalisation, site conseillé par notre prof tuteur...
La masse de 200kg ne représente pas celle d'un homme, c'est seulement un essai permettant de valider ou non le proto.
Quant à la masse de 50kg, c'est également un essai. Bien sûr, une personne qui tire comme un âne dessus, ça sera supérieur à 50kg, et l'objet va casser. Le but n'est pas de faire un objet pouvant résister à quelqu'un qui tire comme un âne dessus, mais d'être conforme et commercialisable. Sinon on fait une trottinette surdimensionné de 20kg...mais elle va coûter 2 fois plus cher que ce qui se fait sur le marché, et ne va jamais se vendre... Donc dans le fond vous avez raison mais nous on veut faire quelque chose qui soit potentiellement commercialisable.

Je fais le PFS demain et je vous dit.

J'ai juste une question, c'est surtout ça qui nous bloquait. Bien sûr le but c'est d'obtenir les forces s'exerçant dans la pièce de liaison (pièce reliant la potence avec la planche), c'est là qu'il y aura les efforts les plus importants. Mais pour cela, il faut appliquer le PFS à l'ensemble du système, ou seulement à potence+pièce de liaison ? Ensuite, la liaison de cette pièce de liaison, faut-il faire l'étude comme si c'était une liaison encastrement? car dans la réalité, la potence est bloquée, la pièce de liaison sert à cela. La potence est en liaison pivot uniquement lorsque le mécanisme de la pièce de liaison est actionné. Mais lorsque l'utilisateur roule, c'est normalement une liaison encastrement...

[Zozo_MP]

Bonjour Djodjo

Tu sais que la communication entre les être humains n'est pas toujours une chose aisée car il faut se mettre d'accord sur les mots surtout en français

il dit

l'étude des normes,

mais cela ne veut pas dire de quelle norme il parle ni que la norme dit 200 kg car sur l'étiquette de la plupart des trottinettes c'est limité entre 30 et 80 kG selon les modèles.

La norme EN 71 —partie 1 relative aux propriétés mécaniques et physiques.
La norme EN 14619 s’applique aux trottinettes urbaines qui ne peuvent être propulsées que par la force musculaire d ’un utilisateur ayant une masse corporelle supérieure à 35 kg
et inférieure à 100 kg. Ces trottinettes urbaines sont considérées comme des produits relevant du champ d ’application de la directive relative à la sécurité générale des
produits. ( Source Commission européenne - DIRECTION GÉNÉRALE DES ENTREPRISES ET DE L’INDUSTRIE)

Trottinette, skate, monocycle où en est la réglementation ? Alors que le Vélo A Assistance Electrique (Norme EN15194) a bénéficié très rapidement d’une réglementation spécifique (c’est un vélo sous réserve de respecter la norme), de nombreux autres produits (trottinette, roller, skate…électrique ou non) restent dans le flou juridique (source alternative-bike.fr/)

Donc quand notre jeune collègue parle de norme est-ce celle relative à la RDM de l'acier dans telle circonstance d'utilisation ou celle que je n'ai pas trouvé sur la charge transportable maximum par une trottinette fut-elle électrique.

J'ai indiqué140 kilos qui est le poids d'un pilier International de rugby ou d'un champion du monde « toutes catégories » de Judo ici notre Teddy préféré qui est joueur parfois


Note bien que comme il s'agit d'un projet tuteuré pour un DUT Génie Mécanique et Productique ce n'est quand même pas une Thèse sur l'incidence des rayons gamma sur la flexibilité de la vache lors du passage à moins de 10 cm du bovidé par une trottinette électrique propulsant un grand costaud

A plus l'ami

Cordialement

[invite69483f5c]

A priori, la norme ne s'applique pas puisque la trottinette est motorisée.
thibthib42, mentionne que son prof a recommandé le site des normes françaises et non cette norme en particulier.
thibthib42, a donc intérêt, à mettre des justificatifs s'il retient cette norme pour ses calculs. Justificatifs : du genre vitesse maximale de sa trottinette par rapport à une trottinette "normale", tenir compte de la surcharge du moteur et des accus, ......
Egalement regarder s'il existe des normes pour les skate-boards ou roller ou .... matériels du même genre pour justifier ses choix.