Serrure biométrique

Etude du fonctionnement

1 - Fonctionnement de la serrure

= 30 min

Question 1.1 - Copier l'image ci-dessous et l'insérer dans votre compte rendu. A l'aide du plan d'ensemble, compléter la avec le nom des différentes pièces du système.

Question 1.2 - En  utilisant le nom des différentes pièces identifiées Question 1.1 et en vous aidant de la page de présentation ainsi que de la serrure à votre disposition, expliquer le fonctionnement du système :

• lorsque l'identification a échoué,
• lorsque l'identification a réussi.

Vous pourrez préciser le mouvement des différentes pièces.

2 - Identification des sollicitations

Extraire les fichiers pièces pour Solidworks :

2.1 - Sollicitation de la béquille.

= 20 min

Question 2.1 - En faisant l’hypothèse que la force pour ouvrir la porte est concentrée à 60 mm de l’axe de rotation et que sa norme maximale est de 25 N, calculer le couple engendré par l'effort autour de l'axe 1.

Question 2.2 - Identifier le type de sollicitation auquel est soumise la béquille.

Question 2.3 - En regardant la vidéo du fonctionnement de la serrure ci-dessous, pourquoi peut-on dire que l’effort sur la béquille est variable ? Cet effort est-il croissant ou décroissant ? (Justifier votre réponse).

Vérifier votre proposition de sollicitation avec l’Assistant d’analyse SimulationXpress de Solidworks :

• Ouvrir le fichier bequille.SLDPRT.
• Dans le menu supérieur Outils, ouvrir SimulationXpress.

• Pour ce premier cas, les caractéristiques sont déjà rentrées. Il vous suffit d'effectuer un clic droit sur SimulationXpress dans l'arborecence de gauche et d'éxecuter la simulation.

• Cliquer sur Oui continuer l'étude dans la partie droite une fois fini l'ensemble des calculs.
• La visualistion des différents résultats est diponible dans l'arborescence de gauche :

• Stess (-vonMises-) représente la valeur de la contrainte en N/mm² ou MPa,
• Displacement représente le déplacement par rapport à la position initiale en mm,
• Factor of safety représente les zones où le coefficient de sécurité est dépassé. Vous pouvez le modifier dans la partie droite de l'écran.

Question 2.4 - Relever les valeurs maximales de la contrainte et du déplacement.

Question 2.5 - Conclure au vu des résultats sur la sollicitation identifiée Question 2.2.

2.2 - Sollicitation du carré.

= 20 min

Ouvrir le fichier carre.SLDPRT.

Quelques soit le résultat obtenu à la Question 2.1, prendre 1,5 N.m pour la valeur du couple.

Pour transmettre ce couple au carré 43, vous ferez l’hypothèse qu'il se réparti de manière égale sur les deux surfaces rouges.

Question 2.6 - Déterminer la valeur de la force appliquée sur l'une des deux surfaces rouges à l'aide des dimensions données ci-dessous.

Question 2.7 - Identifier le type de sollicitation auquel est soumis le carré appliqué par ce couple de force.

Quelques soit le résultat obtenu à la Question 2.6, prendre 230N pour la valeur de l’effort.

Vérifier votre proposition de sollicitation avec l’Assistant d’analyse SimulationXpress de Solidworks :

• Lancer SimulationXpress.
• Faites un clic droit sur Déplacements imposés, sélectrionner Géométrie fixe et cliquer sur la face jaune du carré.

• Faites un clic droit sur Chargments externes et appliquer une force de 230 N sur chaque surfaces rouges.

• Executer la simulation et conclure.

Question 2.8 - Insérer une image de la déformation dans votre compte rendu. Relever les valeurs maximales de la contrainte et du déplacement.

Question 2.9 - Conclure au vu des résultats sur la sollicitation identifiée Question 2.7.

2.3 - Sollicitations de l'axe de noix.

= 30 min

Une fois l'identification réussit, le moteur a poussé l’axe de noix (en noir sur le dessin ci-dessous) et la noix extérieure (en bleu) entraine la noix intérieure en rotation.

Question 2.10 - Identifier le type de sollicitation auquel est soumis l’axe de noix lorsque l'on tourne la poignée.

Quelques soit le résultat obtenu à la Question 2.1, prendre 1,5 N.m pour la valeur du couple.

Question 2.11 - Sachant que la section sollicitée se situe à 7,5mm de l'axe de rotation, à partir du couple exercé par le carré, déterminer la valeur de l’effort exercé sur la section.

Ouvrir le fichier axe de noix.SLDPRT.

Vérifier votre proposition de sollicitation sur l'axe de noix avec l’Assistant d’analyse SimulationXpress. Pour cela il va falloir déterminer :

• une partie fixe de l'axe de la noix,
• une partie sur laquelle s'exerce l'effort déterminer à la Question 2.11. Attention à l'orientation de cet effort.

La section soumise à la sollicitation est en rouge.

Question 2.12 - Insérer une image de la déformation dans votre compte rendu. Relever les valeurs maximales de la contrainte et du déplacement.

Question 2.13 - Conclure au vu des résultats sur la sollicitation identifiée Question 2.10.

3 - Vérification de la résistance de l'axe de noix

= 10 min

La résistance élastique indique la limite entre la zone de déformation élastique et la zone de déformation plastique. Lorsque l'on conçoit un système, il faut s'assurer que la contrainte ne dépasse pas cette limite.

Cette limite élastique dépend du type de sollicitation : pour la résistance élastique à la traction (Re) et pour la résistance élastique à la torsion ou au cisaillement (Rge). Les relations qui lient les deux sont données ci-dessous :

L’axe de noix est en acier inoxydable doux avec une résistance élastique Re = 200 MPa.

Question 3.1 - Quelle est la valeur de la résistance élastique de l'axe de la noix suivant la sollicitation qu'il subit ?

Question 3.2 - Fonction de la valeur maximale relever à la Question 2.12, déterminer si la déformation subit par l'axe de la noix est dans la zone élastique ou dans la zone plastique.

Question 3.3 - Calculer le rapport Rge sur la contrainte maximale. Ce rapport correspond au coefficient de sécurité cs. Est-il satisfaisant, justifier ?