Calcul de structure simulation crash de châssis de kart

Crash d'une structure de kart dans différents obstacles.
La structure du kart est composée de tubes d'acier (épaisseur 2mm et diamètre de 20 à 30mm), matériau E235 :

Données de Pré-traitement :

• E=210000MPa
• ν=0.27
• Rp0.2 = 235MPa
• Rm nominale=420MPa, Rm vraie=520MPa (la loi matériau doit être bijective, d'où le passage de la loi nominale vers la loi vraie)
• ρ=7.8
• loi matériau élasto plastique (loi de Hopkinson non disponible)
• calcul non linéaire géométrique
• Le pare-choc du kart et le cube sont en polyéthylène rotomoulé avec E=700MPa, ν=0.34 et ρ=0.9

Contacts gérés sans frottement.
Les masses additionnelles types pilote, siège, moteur, moyeux, arbre, freins, roues, direction notamment ont été appliquées ponctuellement sur des noeuds maîtres.

Le niveau d'accélération est mesuré au niveau du siège.

Les différents cas de charges étudiés sont :

• Choc du kart avec pilote (700N) à 40km/h sans pare-choc dans un mur rigide
• Choc du kart avec pilote à 40km/h avec pare-choc dans un mur rigide
• Choc du kart avec pilote à 40km/h avec pare-choc dans un cube en polymère d'1m³

Structure du kart avec son pare-choc :

Post-traitement : 

1er cas : choc du kart à 40km/h sans pare-choc dans un mur rigide :

La contrainte de 519MPa implique qu'il y aura une rupture des tubes dans la zone bien identifiable où la déformation est maxi.
L'accélération maximale subie par la structure du kart est de 21g.

2ème cas : choc du kart à 40km/h avec pare-choc dans un mur rigide :

Le profil de déformation est différent du 1er cas, et ce, grâce au pare-choc.
Le niveau de contrainte atteint (515MPa) est identique au cas 1 ; il y aura une rupture de la structure.
L'accélération maximale subie par la structure du kart est de 15g.

3ème cas : choc du kart à 40km/h avec pare-choc dans un cube en polymère :

La structure du kart se déforme plastiquement mais sans rupture, la contrainte maximale atteinte étant de 350MPa.
L'accélération maximale subie par la structure du kart est de 8g.

Remarque : l'accélération subie par la structure est supérieure à celle que verra le pilote dans la mesure où les équipements de sécurité (ceinture notamment) atténueront ce niveau d'accélération.

Les détails d'un calcul choc : cliquez sur ce lien.