Nouveau châssis en sandwich composite: Etape 1, la conception

EcoMOTION 4 était basé sur un châssis en aluminium sur lequel était fixée la carrosserie. Afin de gagner du poids nous avons décidé de concevoir une coque autoportante, c’est-à-dire une coque avec châssis intégré, le tout en fibre de carbone.

Elle sera construite sur le principe du sandwich : une peau en fibre de carbone sur une âme en mousse pour la partie « châssis ». La coque est réalisée par Justine et Gaston, nous nous sommes concentrés sur la partie châssis, qui sera ensuite collée dans la coque. Nous avons rencontré Didier Garray, spécialiste en composites chez notre partenaire Sirris, qui nous a aidés à valider nos choix, et également Lillo rovato, du Campus Automobile de Francorchamps, avec qui nous avons travaillé sur la faisabilité et la mise en oeuvre du projet

Et pour adapter EcoMOTION5 au nouveau règlement nous avons également étudié une direction par les roues avant. Nous nous sommes basés sur notre travail réalisé en deuxième année sur une étude de direction frontale.

Réalisation 3D du châssis et de la direction avant

Nous avons commencé par concevoir une direction. Celle-ci est commandée par un levier directement relié aux supports de roues afin de simplifier le mécanisme de commande, et il y a possibilité de régler l’angle de chasse et l’angle de pivot.
Pour les dimensionnements du châssis, nous avons commencé par reprendre les cotes du châssis actuel dans le but de garder le même espace disponible pour le pilote.
Le châssis devant épouser la forme de la coque parfaitement, nous avons utilisé la modélisation de Justine et Gaston afin de découper le châssis « brut ».
Les fixations de la direction avant sont réalisées avec des inserts en aluminium traversant la poutre du châssis.
Nous avons réalisé de nouveaux supports arrières soutenant le moteur et la roue. Ces supports se fixeront sur le châssis à l’aide d’un insert en bois et d’inserts en aluminium collés dans les inserts en bois.
Monsieur Colaux, de Shur Lok, nous a conseillés par rapport à l’utilisation d’inserts aviation pour la fixation de différents composants au châssis.

Comparaison par éléments finis avec le châssis actuel en aluminium
Afin de vérifier la déformation et les contraintes du châssis carbone, nous avons décidé de comparer le comportement des deux châssis lorsqu’ils subissent les mêmes contraintes. Un premier test par éléments finis sur le châssis en aluminium nous donnait des données de références en terme de déformation et de contraintes subies. Le châssis carbone a ensuite été testé et les résultats obtenus nous ont permis de vérifier le dimensionnement de la largeur et de la hauteur des poutres du châssis.

Finalisation du design du châssis et lancement des usinages

Nous souhaitons réaliser la mise en forme de la mousse par usinage. Cela nous permettra d’obtenir une forme épousant parfaitement la coque dans lequel il sera collé, ainsi qu’un placement précis des éléments fixés sur le châssis.

Afin de réaliser cet usinage, nous avons pris contact avec Monsieur Crets (ACM, advanced composite milling) qui est spécialisé dans l’usinage de différentes mousses expansées. Il nous a conseillé dans la réalisation du châssis, ainsi qu’à propos des couches de carbone à appliquer. Les côtés du châssis auront une seule couche de carbone sergé, tandis que le dessus et le dessous auront une couche de sergé et une de unidirectionnel afin de le renforcer en flexion..