Stage Optimisation Structurelle d'Élément Télescopique H/F Manitou Group

Un enjeu de R&D important dans l'industrie de la manutention et du levage mobile consiste à alléger les structures de levage pour améliorer la performance des équipements. Une technique courante pour l'allègement des flèches télescopiques est le recours à la création de cavités dans la structure des tubes, tout en préservant leur intégrité structurelle.

Le sujet proposé vise à évaluer la tenue mécanique de différentes solutions proposées, en considérant à la fois l'optimisation de la géométrie des allègements et l'impact potentiel du remplacement d'aciers classiques ( S355 - S500MC ) par des aciers à très hautes limites élastiques (HLE 700< Re <1500 Mpa ) .

Mots clés :

Allègement structurel, Éléments finis, Aciers THLE, Optimisation topologique, Fatigue, Flambement, Flèche télescopique.

Objectifs du projet:

L'objectif principal est de déterminer par plan d'expérience ou une autre méthodologie la géométrie optimale d'allègement d'une structure de levage télescopique par création de cavités garantissant une résistance mécanique maximale pour toutes les configurations de la flèche, ainsi que le l'optimisation des propriétés de raideur de la structure sous charge.

Les travaux pourront adresser les points suivants :

Investigation sur les paramètres géométriques d'allègement :

Le stagiaire pourra envisager de modéliser et comparer l'impact sur la rigidité et la résistance de la structure des solutions d'allègement proposées :

* Définir un modèle d'optimisation paramétrique / topologique de la structure

* Variation de l'espacement des cavités : Étudier l'adaptation de l'espacement discret des cavités le long de la flèche (espacement variable).

* Variation de la taille des cavités : Examiner l'effet de l'adaptation du ratio de taille des cavités le long de la flèche (ratio variable).

* Géométries complexes : Analyser la résistance induite par l'utilisation d'un ratio de forme spécifique, définissant des directions diagonales alternées entre les cavités, créant une structure s'apparentant à un treillis.

* Analyser l'impact de la position de la ligne médiane de jonction soudée des deux coques constituant le tube, dans le design des cavités, et de son impact sur la résistance de la structure.

* Assurer la bonne intégration des surfaces de glissement au droit des pans verticaux de la structure, en prenant en compte les rayons de pliage critiques des matériaux.

Évaluation de l'impact matériau (aciers THLE) :

* Analyser l'influence des THLE sur les configurations possibles : Par modélisation comparative, intégrer dans la conception les contraintes de mise en oeuvre de ces aciers et leurs caractéristiques mécaniques dans les modèles EF.

Analyse :

* Évaluer la distribution des contraintes et des déformations critiques de la flèche dans chacune de ses positions extrêmes et intermédiaires, ainsi que les déformations de flexion induites.

* Déterminer les modes et critères d'endommagement de la structure

* Flambement des parois de la structure.

* Résistance à la fatigue.

* Effectuer une corrélation entre ces résultats et les limités métier issues des règles de comportement de la structure à la fatigue.

* Statuer sur les modèles d'optimisation structurels possibles selon ce concept.

Environnement Outils :

Outils de calcul EF : idéalement fournis par l'encadrement académique de l'étudiant.

Alternativement : Siemens NX / NASTRAN

CAO : PTC Creo Element Direct modeling

Google Worksspace & G-Suite