DÉFI DU CLIENT
Jaguar Land Rover (JLR) dispose d’un portefeuille varié de véhicules et fabrique certaines des voitures de luxe et certains des 4x4 les plus connus au monde. Pour favoriser le développement continu de ce portefeuille, les ingénieurs d’essais de structures de deux sites au Royaume-Uni effectuent sans relâche toute une série d’essais de durabilité sur de nombreux composants, sous-systèmes et prototypes de véhicules. Ian Payne, chef d’équipe pour l’analyse et la vérification des produits, en est l’un des responsables. Son équipe s’occupe des bancs d’essai utilisés pour évaluer la résistance et la longévité de tous les produits de JLR, depuis les composants jusqu’à la simulation du véhicule complet.
« Nous concevons, fabriquons et utilisons des équipements qui vont des bancs d’essai à un seul axe aux simulateurs de route pour véhicules complets à la pointe de la technologie dans tous nos laboratoires », affirme Ian Payne. « Nous sommes la pierre angulaire de la vérification de la durabilité des véhicules. Les données que nous recueillons servent au développement de produits dans l’ensemble de l’entreprise. »
Parmi les plus grands défis à relever, Ian Payne doit faire face à la pression constante de produire de meilleurs résultats plus rapidement afin d’accélérer la mise sur le marché de nouveaux produits. C’est pourquoi lui et son équipe cherchent toutes les occasions d’améliorer la précision et l’efficacité des essais. L’une des solutions envisagées est l’intégration des essais, qui consiste à regrouper plusieurs essais distincts en une seule et même simulation riche en données.
« Notre principale priorité est d’optimiser le temps d’essai », précise Ian Payne. « L’inconvénient, c’est que les essais sont de plus en plus complexes. Il est très difficile de simuler tous les systèmes actifs de nos véhicules, comme l’amortissement variable, le roulis actif et les différentiels actifs, et d’intégrer toute cette complexité dans un essai en temps réel. »
SOLUTIONS MTS
Aujourd’hui, JLR parvient à relever ce défi grâce à une paire de systèmes MAST (Table de simulation multiaxiale) de MTS. L’équipe de Ian Payne utilise les systèmes MAST pour vérifier la longévité structurelle des systèmes de montage de moteur complets (y compris le groupe motopropulseur et la transmission) avec des entrées de carrosserie, des charges structurelles du support de moteur et le couple en temps réel, fourni par des dispositifs d’entrée de couple.
« Nous effectuons des simulations en temps réel afin de déterminer la longévité structurelle tout au long de la durée de vie prévue corrélée du véhicule », a expliqué Ian Payne. « Grâce aux systèmes MTS MAST, nous pouvons examiner l’ensemble du système de montage du moteur en une seule fois. Cela nous permet également d’examiner le conditionnement du véhicule, y compris la partie sous le capot et les faisceaux de câbles. C’est un excellent outil à nos yeux. »
Disponibles dans des configurations orthogonales et hexapodes, les systèmes MTS MAST sont conçus pour reproduire avec précision les phénomènes vibratoires des environnements d’utilisation réels dans le contexte contrôlé d’un laboratoire. Les systèmes orthogonaux utilisés par l’équipe de Ian Payne comportent des tables rectangulaires de 2 x 3 mètres sans résonance et peuvent fournir des simulations à six degrés de liberté (6DOF) : trois vérins verticaux produisent des mouvements verticaux, de tangage et de roulis, tandis que trois vérins horizontaux produisent des mouvements latéraux, de lacet et longitudinaux.
« Nous appliquons une charge de commande directe sur le groupe motopropulseur, généralement dans le sens longitudinal et latéral, et parfois vertical, pour nous assurer que les charges moyennes sur les supports de moteur sont correctes pendant les essais », a expliqué Ian Payne. « La table est plutôt grande. Elle nous permet de conditionner un système complet de groupe motopropulseur avant d’un 4x4 avec le moteur V8. Nous utilisons la table à des fréquences allant jusqu’à 30 Hz et le couple moteur jusqu’à 20 Hz. »
AVANTAGES CLIENTS
Selon Ian Payne, les systèmes MTS MAST permettent de regrouper de nombreux essais auparavant séparés en un seul. Concrètement, la conception robuste et la charge utile élevée du système MAST aident l’équipe de Ian Payne à maximiser la masse des échantillons, tandis que le contrôle précis des mouvements 6DOF fournit toutes les capacités d’essais nécessaires pour un spectre complet de vérification de prototypes.
« Nous essayons d’effectuer autant d’essais que possible dans un seul prototype physique », a ajouté Ian Payne. « C’est plus complexe, mais nous gagnons, en réalité, beaucoup de temps lors du développement. L’essai est également plus fiable, car les interactions du système fonctionnent toutes ensemble, ce qui est beaucoup plus réaliste. »
Un réalisme accru signifie qu’un seul essai MAST peut révéler un grand nombre de défaillances observées en conditions réelles et que les équipes de JLR s’attendent à voir une fois que les prototypes seront sur la piste d’essai. Comprendre et corriger ces défaillances avant les essais sur piste améliore l’efficacité et raccourcit les délais de mise sur le marché.
« Les essais 6DOF nous donnent un excellent aperçu de la longévité structurelle du véhicule complet », a déclaré Ian Payne. « Le système MAST convient parfaitement à ce travail. Quant au regroupement des essais et à la création de simulations plus complexes de véhicules complets, nous allons nous focaliser sur le système MAST et les essais 6DOF pour le moment. »
Les systèmes d’essai ne représentent évidemment qu’une partie de la solution complète. MTS fournit également le logiciel d’essais leader du secteur, ainsi que des services de maintenance d’assistance d’experts, sur lesquels l’équipe de Ian Payne a pu compter.
« MTS nous apporte un excellent soutien », a affirmé Ian Payne. « Nous avons de solides relations avec tous les membres de l’équipe de MTS et nous avons un grand respect pour l’expertise qu’apportent les ingénieurs du service après-vente. Leurs connaissances techniques sont très appréciées et nous seront très utiles pour la suite. »
