Mécanique Modélisation du comportement dynamique du couple ...

Chapitre 3.Modèle Elements Finisdu pantographe. Elle permettra notamment d’étudier la flexion des barres composant le cadredu pantographe et sera, à terme, utilisée pour développer un pantographe asservi. L’étude,menée par F. Rauter [69], consiste à interfacer le modèle EF (pour la modélisation EF dela caténaire) avec DAP 2 (pour la modélisation multicorps du pantographe). Le pantographemulticorps n’a pas été utilisé dans le cadre de cette thèse.Une modélisation intermédiaire de pantographe consiste en un modèle masses-ressorts avecune bande de frottement, présenté dans la figure 3.29 qui permet également de modéliserles non-linéarités de liaison. Les deux premiers étages sont les mêmes que pour le système4Kg4500N/m4Kg4500N/mF aéro=09,1KgF aéro=0,019v 21200N/m60Ns/m23Kg1N/mF s=70N ; F aéro=0,002v 2140Ns/m (descente)5Ns/m (montée)Figure 3.29 – Modèle masses-ressorts d’un pantographe avec bande de frottement.masses-ressorts classique. En revanche, la partie supérieure modélise plus finement la bandede frottement ce qui permet de simuler le déplacement alternatif du point de contact degauche à droite, dû au désaxement de la caténaire. Ce modèle présente plusieurs avantages.Le premier est qu’il reste simple à modéliser et nécessite peu de changement dans le code. Ledeuxième avantage est qu’il permet d’exploiter pleinement la modélisation 3D de la caténaireen calculant indépendamment les forces dans les petits plongeurs gauches et droites.Pour obtenir une représentation réaliste du pantographe, le modèle EF applique sur chaquemasses des forces fictives, dont la somme est égale à l’effort statique F 0 .3.3.4 Gestion du contactPour assurer le couplage entre le fil de contact et le pantographe, on vérifie que la force issuedu principe d’action-réaction est appliquée sur les deux systèmes. A chaque instant t, pourdéterminer cette force, plusieurs étapes sont nécessaires :1. Calcul de la position x Contact du point de contact sur le canton en fonction de lavitesse du train,2 DAP : Logiciel multicorps développé par L’université de Lisbonne (IST)95