| Titre : |
Elaboration d'un outil permettant d'optimiser la structure du cadre d'un vélo en bois |
| Type de document : |
Travail de fin d'études |
| Auteurs : |
Alexandre de HALLOY de WAULSORT, Auteur ; Simon MALVAUX, ; Etienne Denis, |
| Editeur : |
ECAM |
| Année de publication : |
2023 |
| Langues : |
Français (fre) |
| Index. décimale : |
TFE - Electromécanique |
| Résumé : |
Ce TFE est intimement lié à la crise sanitaire vécue entre 2020 et 2022. Durant cette période, des pans entiers de l’économie ont tourné au ralenti. Cela causa une augmentation des délais d’approvisionnement dans certains secteurs. Le sport en extérieur en est un bon exemple. Cette diminution de la production, accompagnée d’une augmentation de la demande, a entrainé des ruptures de stocks dans les différents magasins de vélos. En effet, les vélos sont composés d’une multitude de pièces, chacune produites à des endroits différents. C’est ainsi qu’est née l’idée du Zafi, un vélo fabriqué en Belgique, avec des matériaux belges. Pour ce faire, son fondateur Simon Malvaux s’est tourné vers un matériau millénaire que pourtant aucun constructeurs de cycles n’utilise, le bois. Aujourd’hui, le Zafi est commercialisé, mais sa production pourrait être améliorée. L’objectif de ce TFE est de proposer un outil permettant d’optimiser la structure du cadre du vélo dans le but de s’assurer qu’il valide la norme ISO 4210-6. Celle-ci simule 10 années de vie sur le cadre du vélo. Elle regroupe 2 tests d’impact, et 3 tests de fatigue. Passer cette norme coûte un certain prix, il est donc avantageux pour le constructeur de cycles de ne la passer qu’une fois par modèle. L’outil proposé se présente sous forme de procédure. Elle se déroule en 4 étapes, et constitue le cœur de ce TFE. Cette procédure peut être utilisée à chaque nouveau modèle de cadre. La première étape a pour but d’obtenir les caractéristiques mécaniques des essences utilisées. Celles-ci peuvent être obtenues de manière expérimentale ou provenir de la littérature scientifique. L’étape suivante consiste en l’obtention des diagrammes des efforts présents dans le cadre du vélo. Le rôle de ces diagrammes est d’exposer globalement la répartition des contraintes. Ils sont également utiles dans le choix du moyen d’optimisation. Une fois ces résultats préliminaires obtenus, des simulations par éléments finis peuvent être calculées pour déterminer la dispersion précise des contraintes dans le cadre. Ces simulations correspondent aux 5 essais de la norme ISO. La dernière étape consiste à optimiser la structure du cadre sur base des critères du constructeur, à savoir ; la rigidité, l’esthétique, l’usinabilité, etc… Il s’en suit alors un processus itératif entre l’étape 3 et l’étape 4. Les résultats obtenus ont montré que le Zafi actuellement en vente peut être amélioré. Son poids peut-être diminué en usinant certaines zones plus en profondeur, sans pour autant diminuer le coefficient de sécurité. Quant à la rigidité, celle-ci peut être augmentée en modifiant la géométrie du cadre et/ou par l’utilisation de matériaux composites.
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Elaboration d'un outil permettant d'optimiser la structure du cadre d'un vélo en bois [Travail de fin d'études] / Alexandre de HALLOY de WAULSORT, Auteur ; Simon MALVAUX, ; Etienne Denis, . - ECAM, 2023. Langues : Français ( fre)
| Index. décimale : |
TFE - Electromécanique |
| Résumé : |
Ce TFE est intimement lié à la crise sanitaire vécue entre 2020 et 2022. Durant cette période, des pans entiers de l’économie ont tourné au ralenti. Cela causa une augmentation des délais d’approvisionnement dans certains secteurs. Le sport en extérieur en est un bon exemple. Cette diminution de la production, accompagnée d’une augmentation de la demande, a entrainé des ruptures de stocks dans les différents magasins de vélos. En effet, les vélos sont composés d’une multitude de pièces, chacune produites à des endroits différents. C’est ainsi qu’est née l’idée du Zafi, un vélo fabriqué en Belgique, avec des matériaux belges. Pour ce faire, son fondateur Simon Malvaux s’est tourné vers un matériau millénaire que pourtant aucun constructeurs de cycles n’utilise, le bois. Aujourd’hui, le Zafi est commercialisé, mais sa production pourrait être améliorée. L’objectif de ce TFE est de proposer un outil permettant d’optimiser la structure du cadre du vélo dans le but de s’assurer qu’il valide la norme ISO 4210-6. Celle-ci simule 10 années de vie sur le cadre du vélo. Elle regroupe 2 tests d’impact, et 3 tests de fatigue. Passer cette norme coûte un certain prix, il est donc avantageux pour le constructeur de cycles de ne la passer qu’une fois par modèle. L’outil proposé se présente sous forme de procédure. Elle se déroule en 4 étapes, et constitue le cœur de ce TFE. Cette procédure peut être utilisée à chaque nouveau modèle de cadre. La première étape a pour but d’obtenir les caractéristiques mécaniques des essences utilisées. Celles-ci peuvent être obtenues de manière expérimentale ou provenir de la littérature scientifique. L’étape suivante consiste en l’obtention des diagrammes des efforts présents dans le cadre du vélo. Le rôle de ces diagrammes est d’exposer globalement la répartition des contraintes. Ils sont également utiles dans le choix du moyen d’optimisation. Une fois ces résultats préliminaires obtenus, des simulations par éléments finis peuvent être calculées pour déterminer la dispersion précise des contraintes dans le cadre. Ces simulations correspondent aux 5 essais de la norme ISO. La dernière étape consiste à optimiser la structure du cadre sur base des critères du constructeur, à savoir ; la rigidité, l’esthétique, l’usinabilité, etc… Il s’en suit alors un processus itératif entre l’étape 3 et l’étape 4. Les résultats obtenus ont montré que le Zafi actuellement en vente peut être amélioré. Son poids peut-être diminué en usinant certaines zones plus en profondeur, sans pour autant diminuer le coefficient de sécurité. Quant à la rigidité, celle-ci peut être augmentée en modifiant la géométrie du cadre et/ou par l’utilisation de matériaux composites.
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