Conception et fabrication d'un handbike optimisé
Lx Sim a reçu le mandat de conception et de fabrication d’un nouveau handbike optimisé pour l’athlète paralympique Charles Moreau en vue des Jeux de Paris 2024. L'objectif était de maximiser la performance aérodynamique et structurale de l'équipement, tout en respectant les contraintes de fabrication et les normes de sécurité de l'industrie.
Défis
- Améliorer la performance aérodynamique du handbike initial qui avait été conçu par notre équipe en 2020.
- Assurer la fabricabilité et la résistance des différentes composantes du châssis tout en maximisant le ratio rigidité/masse.
- Minimiser les coûts d'outillage et rencontrer les contraintes budgétaires tout en garantissant les propriétés mécaniques adéquates.
Solutions
Numérisation 3D, Modélisation Sub-D et CFD
- Capture des nouvelles composantes du vélo et intégration au modèle numérique existant.
- Génération rapide de concepts pour le vélo, le support de pied et le carénage derrière la tête de l'athlète grâce au logiciel Altair Inspire Studio.
- Analyse CFD pour évaluer l'impact des concepts sur la traînée totale générée par l'athlète et son vélo.
Conception et analyse FEA
- Affinement de la conception pour assurer la fabricabilité et gérer les interfaces entre les différentes parties du châssis.
- Développement de composantes pour former un châssis monopièce avec les matériaux sélectionnés (prepreg carbone/époxy, fibres unidirectionnelles et tissus twill).
- Optimisation du laminé pour définir la forme des patrons, l'angle des plis de prepreg et la distribution d'épaisseur avec le logiciel Hyperworks d'Altair.
- Analyse FEA pour valider la structure et la rigidité en torsion et en flexion, ainsi que la résistance aux impacts et forces de pédalage.
Fabrication
- Utilisation de moules en panneau de fibres usinés (MDF) pour minimiser les coûts tout en assurant la qualité des laminés composites.
- Sélection de matériaux (prepreg hors autoclave) respectant les limitations du moule en MDF (température de moulage).
- Cycles de compaction sous vide pour garantir une qualité optimale du laminé.
- Assemblage précis des composantes avec des bandes de renfort pour compléter le châssis final.
Résultats
Grâce à notre expertise et à nos solutions personnalisées, Charles Moreau a pu bénéficier d’un handbike amélioré sur les plans aérodynamique et structurel. Les résultats incluent :
- + 101% de rigidité en torsion
- + 56% de rigidité en flexion
- - 13% de réduction de la masse
Le projet a été réalisé efficacement, en conformité avec les normes, assurant ainsi la satisfaction du client et la sécurité de l'équipement.
