Mise au point (prototypage) d'un système de fermeture de culasse d'un canon de calibre 120 mm

Abstract

Ce travail, réalisé pour le compte de CMID (Cockerill Maintenance & Ingenierie Defence), a pour objectif de réaliser la conception d'un nouveau système de fermeture d'une culasse de canon. Dans le cadre de son programme de développement dans l'industrie de l'armement, CMID a fait l'acquisition d'un nouveau canon nommé RUAG de calibre 120 [mm] de fabrication Suisse muni d'un mécanisme de fermeture de la culasse à coin commandé par un vérin hydraulique. L'objectif du projet consiste à remplacer le mécanisme de commande de fermeture de la culasse à coin actuel (vérin) par une barre de torsion permettant de rendre le mécanisme de fermeture plus efficace et moins encombrant. Le système sera ainsi conçu sur base de principes différents de ceux déjà utilisés jusqu'à lors. Ce travail s'inscrit dans la continuité du travail de fin d'étude réalisé en 2016 par monsieur Dantinne et dont l'intitulé était : " Conception d'un système de fermeture de culasse pour un canon de calibre 120 mm". Ainsi, une étude minutieuse de ce prototype a permis de mettre en exergue quelques limitations non prises en compte dans la mise en oeuvre du système proposé ; à savoir : - La position relative de la barre de torsion et de l'axe de commande du coin ; - La limite d'élasticité du matériau ; - L'effet d'entaille ; - La formulation du problème. Dans un premier temps, nous avons passé en revue le travail de monsieur Dantinne afin d'en extraire les données nécessaire pour la suite de sa réalisation. Vu les limitations évoquées plus haut, un redimensionnement de la barre de torsion a donc été nécessaire. Nous avons ensuite fait le dimensionnement des sous-systèmes associées tels que : l'axe de commande, le coin et la culasse. Après vérification, nous remarquons que la contrainte maximale est inférieure à la contrainte admissible du matériaux . Ce constat est appuyé par la référence suivante [4]. Dans un second temps, nous avons réalisé un plan de définition de toutes les pièces du système. Ensuite, un assemblage et la réalisation des cotations fonctionnelles de l'ensemble du dispositif nous a permis de définir les tolérances géométriques de ce dernier. A fin de vérifier l'efficacité, la fiabilité et la fonctionnalité du système assemblé, des simulations cinématiques sur le logiciel CATIA ont permis de valider les solutions d'un point de vue cinématique et fonctionnel. En fin, nous avons définis un protocole des essais mécaniques qui serviront à déterminer la durée de vie maximale de la barre de torsion. Ces derniers essais seront envisagés au Laboratoire de l'université de Liège.