Dimensionnement mécanique d'un carter-cylindres par modélisation continue du comportement d’un alliage d’aluminium du procédé de fabrication à la tenue en service

Le carter-cylindres a de nombreuses fonctions qui résultent en une complexité géométrique certaine, nécessitant une fabrication par coulée sous pression avec insertion préalable des chemises en fonte dans le moule. La rupture du carter-cylindres signifie souvent la ruine du groupe motopropulseur, c’est pourquoi une attention particulière est portée sur la maîtrise du processus de fabrication et de la filière de dimensionnement. Ces travaux visent à fournir une modélisation robuste et continue du comportement de l’alliage d’aluminium au cours du procédé de fonderie sous pression et en conditions d’utilisation. Il s’agit dans un premier temps de procéder à une analyse des chargements appliqués sur structure ainsi qu’une caractérisation de l’état métallurgique du matériau. Le second temps des travaux porte sur la construction d’une stratégie de caractérisation mécanique pour l’identification du comportement après trempe et en cours de trempe. Ces conditions d’essais ”extrêmes” par rapport à la température de fusion de l’aluminium nécessiteront le développement de protocoles expérimentaux originaux. Enfin une modélisation permettant de prédire la réponse mécanique de la structure est proposée sur la base des données expérimentales recueillies. La modélisation requise devra prendre en compte en particulier les phénomènes de relaxation de contrainte sur une large gamme de température et de vitesse de déformation pour avoir une bonne représentation des déformées issus du procédé et de leur évolution au cours de l’utilisation des pièces. In fine, la modélisation est intégrée aux outils de calculs PSA puis validée par comparaison aux mesures effectuées sur un composant réel instrumenté.