Amélioration d'un modèle de pneumatique par éléments finis destiné à des simulations d'impact contre des dispositifs de sécurité routière sous LS-Dyna

Abstract

Ce travail de fin d'étude a pour but l'amélioration du comportement du pneumatique équipant un modèle de BMW de 1500 kg utilisé par l'entreprise GDTech lors de certaines de leurs simulations d'impact contre des dispositifs de sécurité routière. Ces dernières sont demandées par les clients désireux de vérifier le niveau de retenue de leur système de sécurité avant de procéder aux tests expérimentaux nécessaires à leur validation.

La première étape de cette étude a consisté à mettre en évidence les défauts du modèle de pneu initialement installé sur le véhicule. Ces défauts provenant majoritairement de la trop grande simplicité du modèle engendrait des divergences de comportement entre celui-ci et le pneumatique réel. En effet, le premier possédait une rigidité bien plus élevée que le second causant notamment des problèmes lors du passage sur une bosse ou lors de l'impact avec une marche.

Après avoir mené des recherches dans la littérature concernant les modèles de pneu par éléments finis développés par d'autres équipes, la solution retenue fut de modéliser le caoutchouc du pneumatique par des éléments shell et les renforcements métalliques, à savoir la carcasse, les ceintures et les tringles, par des éléments poutres. Ensuite, il a fallu calibrer le modèle en compression à l'aide de données expérimentales. Le phénomène de déjantage a également été envisagé au cours de ce travail mais a fini par être mis de côté car les résultats n'étaient pas concluants.

Pour finir, la BMW équipée du modèle de pneu mis à jour a été soumise à une série de tests appelés tests CME destinés à la validation des modèles numériques de véhicule réservés aux simulations d'impact. Le dernier test effectué est le crash test de la BMW contre une barrière de sécurité installée sur une marche en béton.