Transcript Préparer sa rentrée en Tale SSI - Votre activitée

Travail personnel
Tale S-SI
Préparer sa rentrée en Tale SSI
Vous allez trouver ci après différents exercices indépendants afin de reprendre "contact" avec
les enseignements de SI.
Ce travail est à préparer et à apporter pour le jour de la rentrée (au cas ou nous nous
rencontrerions ce jour là !!!).
En attendant nous vous souhaitons de bonnes vacances et du courage (pour vous remettre au
travail…).
Dans l'attente de vous revoir.
Cordialement
Philippe Brèches et Jullien Franck
Sommaire
1.
Partie 1 – Révision de GE _____________________________________________________ 2
1.1.
Les circuits électriques __________________________________________________________ 2
1.1.1.
1.1.2.
1.2.
Les signaux ___________________________________________________________________ 3
1.3.
La logique combinatoire _________________________________________________________ 4
1.4.
Le code ASCII ________________________________________________________________ 6
1.5.
Les opérations sur les données numériques __________________________________________ 7
1.6.
Le grafcet ____________________________________________________________________ 8
2.
Partie 2- révision de GM _____________________________________________________ 9
2.1.
L'analyse fonctionnelle __________________________________________________________ 9
2.1.1.
2.1.2.
2.1.3.
Rentrée 2014-2015.docx
Calculs d'intensités _______________________________________________________________ 2
Calculs de tensions _______________________________________________________________ 2
Le besoin fondamental ____________________________________________________________ 9
Diagramme pieuvre ______________________________________________________________ 10
Diagramme FAST _______________________________________________________________ 11
2.2.
La modélisation des systèmes____________________________________________________ 12
2.3.
La modélisation des actions mécaniques ___________________________________________ 15
2.4.
Comportement d'un système_____________________________________________________ 18
2.4.1.
2.4.2.
2.4.3.
Exercice : chariot autonome _______________________________________________________ 18
Exercice : échelle de pompier ______________________________________________________ 21
Système d'ouverture de portail _____________________________________________________ 23
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1. Partie 1 – Révision de GE
1.1.
Les circuits électriques
1.1.1.
Calculs d'intensités
1.1.2.
Calculs de tensions
Travail personnel
Travail personnel
1.2.
Les signaux
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1.3.
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La logique combinatoire
Travail personnel
Travail personnel
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1.4.
Le code ASCII
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Travail personnel
Travail personnel
1.5.
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Les opérations sur les données numériques
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1.6.
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Le grafcet
Traiter les exercices qui se trouvent sur le site :
http://dthenard.free.fr/E30/
Travail personnel
Travail personnel
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2. Partie 2- révision de GM
2.1.
2.1.1.
L'analyse fonctionnelle
Le besoin fondamental
Enoncer le besoin fondamental de chaque système en complétant le diagramme "bête à cornes" :
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2.1.2.
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Diagramme pieuvre
Compléter les diagrammes pieuvres définissant les systèmes suivant :
Travail personnel
Travail personnel
2.1.3. Diagramme FAST
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Compléter le diagramme FAST d'un scooter en utilisant les éléments suivants :
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2.2.
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Travail personnel
La modélisation des systèmes
Lé mécanisme étudié est un serre joint. Cet outil permet de maintenir en position deux composants dans
l'attente de les assembler (exemple : soudage, collage). Le principe de fonctionnement repose sur le phénomène
d'arc-boutement que nous étudierons en mécanique.
Représentations volumiques :
Plan 2
Plan 1
Représentation en coupe par un plan 1 :
Représentation en coupe par un plan 2 :
Travail personnel
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Nomenclature :
8
7
6
5
4
3
2
1
Rep
2
1
1
1
1
1
1
1
Nbr
Rivet
Coulisseau
Mors fixe
Piston
Vis de pression à téton long M6
Corps
Vis de manœuvre
Tige de manœuvre
Désignation
C35
C35
C30
C35
S235
Matériau
Observation
Dessin d'ensemble :
Echelle : 1/1
D
C
E
Ajustement glissant
(15H8g8)
B
A
z
A
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Travail personnel
Travail à réaliser :
 Rechercher les classes d’équivalences.
 Attribuer une couleur à chaque classe de pièces (classe d'équivalence) puis les colorier sur le dessin
 Rechercher l'existence des liaisons entre les classes d'équivalence et réaliser le graphe des liaisons.
 Choisir un modèle de liaisons.
 Compléter le schéma cinématique spatial du mécanisme (O x y z ).
Utilisez des couleurs différentes pour chaque classe d'équivalence.
y
z
5
O
x
2
7
3
1
 Représenter le schéma cinématique plan du mécanisme (plan O y z ).
Utilisez des couleurs différentes pour chaque classe d'équivalence.
Travail personnel
2.3.
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La modélisation des actions mécaniques
1 - Donner les composantes des vecteurs P , Q , R et S en fonction de leur norme et de l’angle qu’ils font avec les axes.
Vous donnerez les relations littérales avant d'effectuer les applications numériques.
Vous tracerez les vecteurs composantes sur les figures.
 = 40° ;  = 40° ;  = 120° ;  = 120° ; P =150N, Q = 150N ; R = 200 N et S = 200N
y
y
P
R


S
x
O
x
O


Q
2 - Ecrire pour chaque cas les coordonnées cartésiennes de la force F dans le repère (O, x , y ) en fonction de sa norme
(noté simplement F) et de l’angle .
Puis vous réaliserez l'application numérique pour F = 1000N dans les trois cas.
La figure ci-dessous représente une borne d’amarrage sur laquelle sont exercées des forces.
1er cas :
2nd cas :
3ème cas :
3-
0
z
Tracer en vert V1 5 et V2  2 à partir de
3
2
2
-4 -3
V3
-2 -1
1
-1
-2
-3
-4
2
l'origine et en dessinant bien les traits de rappel
qui permettent de les construire.
1
-5
0
V4
2
3
4
5
Quelles sont les composantes du vecteur V 3 ?
y
V5
Tracer V 6  V 4  V 5
Quelles sont les composantes du vecteur V6 ?
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Travail personnel
4 - Calculez le moment en O de la force F . Dans tous les cas, d = 80 mm,  = 30° et F  1000 N
y
=30°
y
y
F
=20°
M
d
O
M
F
F
d
 = 30°

O
d

O
x
M O (F ) 
M

x
M O (F ) 
x
M O (F ) 
5 - Calculer le moment en B (couple de serrage sur l'écrou) de la force F supposée concentrée en A.
Rq : la force F se trouve dans le plan (x, y).
y
250
La force F schématise l'action de serrage exercée par
Fx
x l'opérateur.
A
60
B
F
Fy
20°
M B (F ) 
Données : F 
 51.3
 140.95
F  150 N
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6- Calculer le moment en B (couple de serrage sur l'écrou) de la force F supposée concentrée en A.
Liaison
symbole
Torseur AM au centre de la liaison

 2 / 1  


Liaison appui plan
de centre O de
normale O x

 2 / 1  


(2)
Liaison pivot centre
O d'axe O x
(1)
y

 2 / 1  


(2)
Liaison
glissière
centre O d'axe O z
x
z
(1)
x
(2)
Liaison
pivot
glissant centre O
d'axe O y
(1)
y
z

 2 / 1  


Hypothèse
problème
plan
Dans le plan
(O,x,z)
Torseur AM au centre de la liaison simplifié
Dans le plan
(O,y,z)

 2 / 1  


Dans le plan
(O,x,y)

 2 / 1  


Dans le plan
(O,x,z)

 2 / 1  



 2 / 1  


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2.4.
2.4.1.
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Comportement d'un système
Exercice : chariot autonome
Problématique :
On se propose dans cette partie, de vérifier si les caractéristiques de la tourelle sont compatibles avec les
besoins nécessaires à la mise en œuvre du chariot.
Détermination de la charge sur la roue de la tourelle de motorisation.
Hypothèses d’étude :
 Les liaisons sont parfaites.
 Les solides sont indéformables.
 On se place dans le cas où le chariot est à l’arrêt.
 En raison de la symétrie du mécanisme, le problème est ramené à un problème dans le plan
.
Modélisation :
d

y
G

x
B
A
e
Données :
 Centre de gravité de l’ensemble S = {chariot + conteneur} : point G.
 Longueurs : e = 2,8 m, d = 1,5 m.
 Masse de l’ensemble (chariot + conteneur) : 1670 kg.
 Accélération de la pesanteur : g = 9,81 m/s2.
Travail demandé :
1 – Isoler l’ensemble S = {chariot + conteneur} et dresser le bilan des actions mécaniques.
2 - Enoncer le principe fondamental de la statique appliqué à l’ensemble (chariot + conteneur).
Ecrire les équations algébriques suivantes, découlant de l’application du Principe Fondamental de la
Statique au système (chariot + conteneur) :
Equation de résultante en projection sur .
Equation de moment sur , calculée au point A.
3 - En déduire les composantes des actions mécaniques inconnues.
4 – Vérifier que la charge supportée par la tourelle est compatible.
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Extrait du dossier technique
Fonction de service de l’objet de l’étude :
L’objet de notre étude est un chariot de modèle
"CERIC", à guidage laser, destiné au
déplacement de conteneurs déposés sur plateau
autoporteur.
Charge
FP : Déplacer une charge à
travers un bâtiment de
façon autonome
Charge déplacée
Chariot sans conducteur
Le Chariot sans conducteur CERIC est alimenté
par un ensemble de batteries embarquées (3)
(voir DT 1).
Le chariot, est entraîné le long de sa trajectoire par la tourelle de motorisation RNA 41 (6), alimentée par ces batteries.
Cette tourelle est directrice, et est commandée par le calculateur embarqué, en fonction des informations émises par onde radio par
le superviseur, système informatique centralisé placé dans une salle de l’entreprise.
Le calculateur embarqué est également chargé de capter et de transmettre au superviseur les informations de positionnement du
chariot, détectée par l’ensemble de guidage (1).
Ces informations de commande sont interprétées par le superviseur, qui envoie des ordres au calculateur du chariot.
Les ordres de commande sont déterminés en fonction des trajectoires à suivre par le chariot, programmées dans le superviseur à la
mise en service de l’installation.
Au bout d’un certain nombre d’heures de fonctionnement, lorsque les batteries sont trop faibles, le chariot s’arrête
automatiquement sur une aire de charge, où un opérateur change les batteries faibles par d’autres rechargées.
Extrait constructeur : Tourelles motorisées à réducteur planétaire
Tension d’alimentation :
Constitué de :
En option :
Tourelle
de
motorisation
réducteur planétaire :
à
Type
24 V, 36 V, 48 V, 80 V
- Réducteur
- Moteur de traction
- Roue
- Frein électromagnétique
– Unité de direction intégrée
– Codeur optique
– Potentiomètre
– Capteurs de fin de course électriques
– Butées mécaniques
Charge sur roue Puissance moteur
(Kg)
(KW)
Rapport de
réduction
Diamètre de roue (mm)
RNA 15
200
0,14
i = 9,9
150
RNA 21
600
0,3 - 0,7
i = 24
210
Remarque :
RNA 24
800
0,4 - 0,8
i = 24
240
Revêtement de la roue :
Vulcolan, ruban optionnel à faible
charge de roue.
RNA 25
800
0,3 - 0,5
i = 26,6
250
RNA 27
1300
0,6 - 1,2
i = 15,9 - 33,8
270
RNA 32
1700
1,4 - 2,5
i = 22 - 30
320
RNA 35
2200
2 - 3,5
i = 22,6 - 34,2
350
RNA 41
3200
2,1 - 5,5
i = 18,8 - 31,3
406
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1
Préparer sa rentrée en Tale SSI
Travail personnel
CHARIOT SANS CONDUCTEUR
ENSEMBLE CERIC
DT1
2
3
4
7
8
9
5
6
9
8
7
6
5
4
3
2
1
REP
1
1
1
1
2
1
1
1
1
NB
Base
Plateau autoporteur
Conteneur
Tourelle de motorisation
Roulette
Bouclier de sécurité
Batterie d’alimentation
Compartiment du calculateur embarqué
Ensemble de guidage
DÉSIGNATION
OBS.
Travail personnel
2.4.2.
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Exercice : échelle de pompier
Une échelle de pompier (3) est partiellement représentée sur le document 1. Cette échelle est articulée en A
sur une tourelle (2). La tourelle peut pivoter (rotation d'axe D, y ) par rapport au châssis du camion (1). Le
levage de l'échelle est réalisé par un vérin hydraulique {4 + 5}. La tige de vérin (4) est articulée en B sur
l'échelle et le corps du vérin (5) est articulé en C sur la tourelle.
Hypothèses
 La liaison entre l'échelle (3) et la tourelle (2) est une liaison pivot de centre A et d'axe z .
 La liaison entre l'échelle (3) et la tige du vérin (4) est une liaison rotule de centre B.
 La liaison entre la tourelle (2) et la corps du vérin (5) est une liaison rotule de centre C.
 Toutes les liaisons sont parfaites.
 Le poids propre du vérin est négligé.
 La masse de l'échelle est m3 = 5 t.
 Nous prendrons g = 10 m.s-2.
 Le problème est plan (dans le plan de la figure : O, x , y ).
Résolution graphique
Déterminez graphiquement les actions mécaniques exercées en A, B et C.
Utilisez le document 1 pour effectuer vos tracés.
Vous commenterez vos tracés et vous énoncerez les théorèmes employés.
Résolution analytique
Déterminez analytiquement les actions mécaniques exercées en A, B et C. Pour cela vous ordonnancerez les
isolements vous permettant de déterminer les actions mécaniques recherchées.
5m
La figure ci-dessous vous donne les dimensions nécessaires à l'étude.
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Document 1
Echelle : 10 mm pour 1000 daN
Préparer sa rentrée en Tale SSI
Travail personnel
Travail personnel
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2.4.3. Système d'ouverture de portail
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Mise en situation
z
Système installé vu en perspective
Graphe des liaisons du système
(0)
L
(3)
Pivot d’axe
(O,z)
(0)
Pivot d’axe
(D,z)
(3)
(1)
(1)
Rotule de
centre C
y
x
Pivot d’axe
(A,z)
(2)
h
(2)
L'actionneur composé d'un moteur électrique, d'un levier (1) (encastré au rotor du moteur) et d'une bielle (2) permet
d'ouvrir et de fermer un vantail de portail battant.
L'actionneur est fixé sur le pilier du portail et est pilotée par une carte de commande recevant des informations d'états
ou des consignes de la part des télécommandes, cellules et boutons du pupitre (non étudié ici).
Conditions du CdCf a respecté
Le portail, pour être homologué, doit pouvoir résister (résistance des différentes pièces) et fonctionner (ouverture,
fermeture) dans des conditions extrêmes de vent définies par des règles :
 Pression extrême maximale : Pmax = 1050 Pa
 Dimensions d'un battant : L = 1,8 m ; h = 1,2 m.
Le portail est à 2 battants et ils sont pleins (sans barreaux).
G en est le centre de surface.
Hypothèses :
- liaisons parfaites.
- poids négligés.
- pression uniformément répartie.
- problème plan dans (O, x, y).
(0)
y1
x
y
G
(2)
(1)
(3)
Nous isolons la bielle (2) :
Réaliser le bilan des actions mécaniques exercées sur (2) :
Action
mécanique :
de ( ) sur ( )
Liaison
(Nom et caractéristique)
Torseurs d'actions transmissibles
(dans l’espace)
Actions transmissibles
(dans le plan (O,x,y))
(pas forcément un torseur)
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Travail personnel
Présenter ce bilan sous forme de tableau en renseignant celui-ci-dessous :
Actions
mécaniques
Point
d’application
Direction
Sens
Intensité [N]
Remarque : utilisez 2 couleurs différentes dans votre tableau pour montrer ce qui est connu au moment du bilan de ce qui est déterminé par le PFS.
Appliquer le PFS et compléter le tableau bilan ci dessus :
Tracés (pensez à repérer correctement les éléments tracés !!!)
Bielle (2) isolée
Nous isolons le portail (3) isolé :
Réaliser le bilan des actions mécaniques exercées sur (3) :
Actions
mécaniques
Point
d’application
Direction
Sens
Intensité [N]
Remarque : utilisez 2 couleurs différentes dans votre tableau pour montrer ce qui est connu au moment du bilan de ce qui est déterminé par le PFS.
Appliquer le PFS et procéder à une résolution graphique :
Travail personnel
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Tracés (pensez à repérer correctement les éléments tracés !!!)
Echelle des forces : 1mm  25 N
Origine du dynamique
O
Vantail (3) isolé
y1
G
En citant le principe appliqué, déduire les actions mécaniques subies par la bielle (2), les tracer sur la figure
ci-dessous et donner leurs normes :
Tracés (pensez à repérer correctement les éléments tracés !!!)
Echelle des forces : 1mm  100 N
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Travail personnel
En supposant que [DC] est perpendiculaire à [CA], calculer, à partir des résultats précédents, le couple que
doit exercer le moto-réducteur sur la bielle (1) Cmot pour mettre en mouvement le portail dans les
conditions extrêmes. Pour cela appliquer le théorème des moments au levier (1).
(0)
y
Bilan des actions mécaniques extérieures agissant sur le levier
(1) :
 En C, action de (2) /(1) : C 2 / 1
 En D, action au sein de la liaison pivot de (0) / (1) : D0 / 1
x
 En D action du couple moteur : C mot
(2)
(1)
Données :
[DC] est perpendiculaire à [CA]
[DC] = 40 cm
[AC] = 50 cm