study of spline coupling behaviouor and development of analytical tool design
Analyse et modélisation du comportement des liaisons cannelées – Mise en place des bases d'un outil d'assistance à la conception
Résumé
Works of this thesis consist in a study of the spline coupling behaviour in order to develop the bases of an assistance tool to the conception. We use tridimentionnal Finite Elements models validated by experimental studies. Calculus methods, which are fast and accurate, are so defined. In a first part, we examine the limits of the dimension normalization and the necessity to analyze the spline coupling behaviour in the radial and axial directions. The radial behaviour study is based on a method, which defines on the one hand a pressure repartition model, called “punch model” and on the other hand the teeth rigidity. This last parameter is used after to describe the axial behaviour of the spline. An analyse of couple transfert along the spline enables to study the geometry influence of shaft and sleeve and the load. Finally we have worked on an extension of analytical method of the axial behaviour to widen the application domain in the case where the teeth reach beyond the contact. We have identified the possibility to use an equivalent global rigidity, variable along the contact, and able to take into account some parasite phenomena.
Les travaux de cette thèse consistent à étudier le comportement des cannelures afin de développer les bases d'un outil d'aide à la conception. Nous nous appuyons sur une modélisation Eléments Finis tridimensionnels validée par des études expérimentales. Des méthodes de calcul rapides et précises sont ainsi définies. Dans la première partie nous mettons en évidence les limites des normes de dimensionnement et la nécessité d'analyser le comportement d'une cannelure suivant les directions radiale et axiale. L'étude du comportement radial est basée sur une méthode déterminant d'une part un modèle de répartition de pression dit de « punch » et d'autre part la rigidité des dents. Ce dernier paramètre est utilisé ensuite pour décrire le comportement axial de la cannelure. Une analyse du transfert du couple le long de la cannelure a permis d'étudier les influences de la géométrie des pièces et du chargement. Enfin, nous avons travaillé à l'extension du modèle analytique relatif au comportement axial en vue d'élargir son domaine d'application aux cas où les dentures débordent de part et d'autre du contact. Nous avons identifié la possibilité d'utiliser une raideur globale équivalente, variable le long du contact, et capable de rendre compte d'un certain nombre de phénomènes parasites.
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