INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La paroi externe du cône d’éjection peut être réalisée en composite à matrice céramique (CMC) pour résister aux températures des gaz en sortie du moteur 12 tout en réduisant la masse globale du turboréacteur. Cependant, la caractéristique fibreuse de ce matériau le rend complexe à usiner. En effet, la paroi en CMC est fortement sujette à la délamination. Dans ces matériaux, un usinage est susceptible d’engendrer une amorce de délaminage, en particulier sur la face de sortie de l’outil d’usinage. Ce délaminage va naturellement se propager de proche en proche, du fait de l’absence d’effet texture du matériau. En outre, la paroi en CMC est fréquemment sujette à des brisures lors de son usinage, en raison de sa fragilité. Ces inconvénients subsistent malgré l’usinage de la paroi en CMC en l’accolant à un support de maintien, également appelé « contre-forme ». En effet, les surfaces des pièces en CMC ne sont généralement pas planes et régulières, si bien que la surface d’appui de la contre-forme peut difficilement être ajustée pour épouser finement la surface de la paroi en CMC venant en appui sur cette contre-forme.
Le présent document propose un procédé d’usinage d’une paroi en matériau composite à matrice céramique (CMC) comprenant une première face et une seconde face opposées, le procédé comprenant au moins les étapes :
Ainsi, la couche sacrificielle permet de maintenir les fibres de la paroi en CMC lors du passage de l’outil d’usinage, en particulier au niveau du débouché de l’outil d’usinage au niveau de la première face. Le procédé permet de maintenir l’intégrité de la paroi en CMC et évite son délaminage lors de l’usinage. En outre, la couche sacrificielle étant retirée après usinage, la masse de la paroi CMC n’est pas impactée par le procédé d’usinage.
Puis, on peut déterminer analytiquement le gradient de ce Lagrangien :
On peut calculer la matrice Jacobienne par différence finie :
Ainsi, pour le mode de réalisation avec quatre zones de fonctionnement ( ), on peut obtenir les consignes de courant pour la zone 1 au moyen de :
Et pour la zone 4 au moyen de :
Avec J sys1_1 une matrice (3x3) sélectionnée de la matrice J sys1 en fonction du vecteur X 11 .
En minimisant l’écart sur le couple électromagnétique sous une contrainte d’inégalité sur la tension et une autre d’inégalité sur le courant, on peut écrire le Lagrangien du deuxième système Sys2 par :
est la consigne de couple électromagnétique, est l’amplitude de la tension, est le facteur de Lagrange de courant maximal et est le facteur de Lagrange de tension maximale du système Sys2.
Ainsi, pour le mode de réalisation avec quatre zones de fonctionnement ( ), on peut obtenir les consignes de courant pour la zone 2 au moyen de :
Pour la zone 3 au moyen de :
Pour la zone 5 au moyen de :
Avec J sys2_1 et J sys2_2 des matrices (3x3) sélectionnées de la matrice J sys2 en fonction du vecteur X 21 et X 22 .
La illustre, schématiquement et de manière non limitative les étapes de détermination des consignes de courant selon une mise en œuvre de l’invention. Dans un premier temps, on détermine, en temps réel, une consigne de couple de machine électrique Cem*, et on acquiert au moins une variable de fonctionnement VAF de la machine électrique. Puis, au moyen de zones de fonctionnement identifiées par l’intermédiaire de seuils SEU définis, on détermine, en temps réel, une zone de fonctionnement ZON de la machine électrique, en fonction de la consigne de couple Cem et de l’au moins une variable de fonctionnement VAF. Préalablement, un modèle dynamique MOD de la machine électrique a été construit. En temps réel, on met en œuvre un algorithme récursif ALR qui utilise le modèle dynamique MOD et la zone de fonctionnement identifiée ZON pour déterminer des consignes de courant i d , i q . L’algorithme récursif ALR dépend notamment de la consigne de couple, des variables de fonctionnement, parmi lesquelles la variable de fonctionnement corrigée. Les étapes en temps réel qui permettent de déterminer les consignes de courant i d , i q sont notées DET (et correspondent à l’étape DET des figures 2, 3, et 5 à 7 qui sont décrites ci-dessous).
Il est toutefois envisageable que certaines opérations soient réalisables de manière mécanisée, comme par exemple l’assemblage des strates destinées à former les moyens de calage et/ou de renfort.
Les avantages et les caractéristiques du procédé de conception numérique et du dispositif selon l’invention, ressortiront plus clairement de la description qui suit et qui se rapporte au dessin annexé, lequel en représente un mode de réalisation non limitatif.
La description qui suit se rapporte non limitativement à la création d’un emballage pour un vélo, et peut bien entendu s’appliquer à la création d’emballages d’autres objets.
Dans le dessin annexé :
représente une vue schématique en perspective de la modélisation d’un vélo que l’on souhaite emballer selon le procédé de conception numérique selon l’invention,
[Fig.2] représente des vues A, B et C, schématiques et en perspective d’étapes successives de modélisation de l’emballage à réaliser,
représente une vue schématique en perspective d’une étape de fabrication de l’emballage, notamment de mise en panoplie,
représente une vue schématique en perspective d’une étape suivante de construction de l’emballage,
représente une vue schématique en perspective du vélo en cours d’emballage.
représente une vue schématique en perspective de l’emballage réalisé.
En référence à la , on peut voir la représentation schématique d’un vélo dont on souhaite réaliser un emballage, au travers du procédé de conception numérique selon l’invention.
En amont de cette modélisation, il aura été procédé à des opérations préalables, à savoir déjà la reconnaissance de l’objet à emballer, à la détermination de la famille d’objets à laquelle appartient ledit objet, et identification dans ladite famille, de la sous-famille dans laquelle ledit peut être classé. En effet, le procédé étant adapté à tous types d’objets, il est nécessaire au préalable de réduire les possibilités. Ainsi, après avoir reconnu un vélo et donc limiter la recherche à la famille des vélos, il faut déterminer automatiquement la sous-famille par une étude morphologique, à savoir par exemple, non limitativement, un vélo de course, un vélo tous terrains ou un vélo de ville. Après cela, il peut être procédé à l’évaluation des dimensions dudit vélo. Cette opération est faite après l’opération de recherche de la sous-famille, car certaines mesures peuvent y être plus importantes que d’autres.
La détermination automatique de la sous famille recherchée par l’étude morphologique est importante, car elle permet de s’affranchir de la prise d’un nombre important de mesures. En effet, le fait d’identifier une sous famille permet de se contenter de quelques mesures principalement au niveau du cadre et/ou des parties techniques sensibles.
Conformément à la , on modélise un vélo 1 et on peut en voir les deux roues arrière 10 et avant 11, la selle 12, le guidon 13, le pédalier 14, le dérailleur 15 si il y en a un et la fourche avant 16. Selon l’invention, il est prévu, dans le cas d’un vélo, que celui-ci soit, au moins en partie, démonté, en l’occurrence la roue avant 11 est démontée.
Tous ces éléments sont représentés par des volumes sensés pouvoir les contenir, en sorte que l’espace libre puisse être utilisé au calage.
On notera que le cadre du vélo n’est pas modélisé, sachant qu’il est forcément de dimensions inférieures à celles des roues, et que sa faible épaisseur est négligeable par rapport, par exemple, à la dimension transversale du pédalier.
Conformément à une mise en œuvre de l’invention, on peut déterminer la prédiction de la tension absolue au moyen des consignes de courant par un estimateur. Alternativement, on peut déterminer la prédiction de tension absolue au moyen des mesures des courants dans les phases par un estimateur.
De plus, l’estimateur mis en œuvre dans ces alternatives peut dépendre de la valeur corrigée de la variable de fonctionnement au moyen du paramètre de correction, ou du paramètre de correction et de la variable de fonctionnement. Ainsi, l’estimateur peut être fidèle aux différentes étapes permettant de déterminer le contrôle de l’onduleur.
Selon un exemple de réalisation, l’estimateur peut être construit au moyen d’au moins une cartographie de flux non linéaire.
De manière classique, on peut déterminer les consignes de tension au moyen d’au moins un régulateur proportionnel intégral, noté régulateur PI dans la suite de la description. Un tel régulateur PI génère les consignes de tension en fonction des consignes de courant. Selon un mode de réalisation, le procédé de commande peut mettre en œuvre un premier régulateur PI pour la consigne de tension « directe », et un deuxième régulateur PI pour la consigne de tension « en quadrature ». Pour cette réalisation, le régulateur PI peut prendre en compte également les courants mesurés dans les phases de la machine électrique.
En variante, toute méthode analogue peut être mise en œuvre pour la détermination des consignes de tension.
Selon un aspect de l’invention, on peut déterminer le paramètre de correction en mettant en œuvre les étapes suivantes :
On détermine la prédiction de tension absolue, notée , par exemple au moyen du modèle utilisé dans l’algorithme récursif, On détermine les consignes de tension, V d sp et V q sp étant respectivement les consignes de tension directe et en quadrature, On calcule une tension absolue de consigne, par exemple au moyen de la formule ou au moyen de toute formule analogue, On compare la prédiction de tension absolue et ladite tension absolue de consigne , et On en déduit le paramètre de correction à partir de la comparaison.
Puis, on corrige une des variables de fonctionnement au moyen du paramètre de correction.
Selon une option de l’invention, le paramètre de correction peut être un paramètre multiplicatif (un gain), ou un paramètre additif (un offset également appelé écart), ou un écart entre la valeur de prédiction de tension absolue et la tension absolue de consigne. Lorsque le paramètre de correction est un gain, alors la valeur de commande corrigée peut correspondre au produit de la variable de fonctionnement par le gain. Lorsque le paramètre de correction est une valeur corrigée d’une variable de la machine électrique, alors la valeur de commande corrigée peut être obtenue par toute opération mathématique entre la variable de fonctionnement et la valeur corrigée d’une variable de la machine.
Selon un mode de réalisation, le calcul du paramètre de correction Pco peut être réalisé par un étage de régulation, par exemple de type Proportionnel Intégral.
Conformément à un mode de réalisation de l’invention, on peut déterminer le signal de commande de commutation de l’onduleur au moyen des consignes de tensions et d’un contrôle vectoriel, notamment un contrôle classique du vecteur spatial SVM (de l’anglais « Space Vector Modulation »), ou toute méthode analogue. Le signal de commande déterminé correspond aux signaux de commande envoyés aux commutations des bras de commutation de l’onduleur permettant de transformer le signal du bus continu en signaux alternatifs.
Ainsi, on peut déterminer le signal de commande de commutation de l’onduleur au moyen des consignes de tension au moyen des deux étapes suivantes :
Détermination des consignes de tension à partir des consignes de courant, par exemple au moyen d’au moins un régulateur PI, et Détermination des signaux de commande de commutation à partir des consignes de tension, par exemple au moyen d’un contrôle vectoriel de type SVM.
Pour le mode de réalisation, pour lequel une variable de fonctionnement de la machine électrique est la vitesse de rotation électrique, on peut estimer ou mesurer cette vitesse. Dans le cas de la mesure, elle peut être mise en œuvre par la mesure de la vitesse de rotation mécanique du rotor au moyen d’un capteur (notamment un capteur de position ou vitesse angulaire du rotor), et par multiplication de la mesure de la vitesse de rotation mécanique par le nombre de paires de pôles de la machine électrique. Alternativement, la position électrique peut être déterminée directement par un capteur de rotation. Dans le cas de l’estimation de la vitesse de rotation électrique, on peut mettre en œuvre l’une quelconque des méthodes d’estimation sans capteur classiques (de l’anglais « sensorless »).
Le système de commande selon l’invention comprend un onduleur, éventuellement un capteur de position et/ou de vitesse du rotor de la machine électrique, et un calculateur et une mémoire configurés pour mettre en œuvre les étapes du procédé de commande selon l’une quelconque des variantes ou des combinaisons de variantes décrites précédemment. En outre, le système de commande peut comporter des moyens de mesure des courants (non représentés) dans les phases de la machine électrique, par exemple des capteurs de courant.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la machine électrique tournante peut être une machine électrique synchrone, de préférence une machine électrique synchro-réluctante assistée d’aimants permanents. En effet, le procédé et le système selon l’invention sont particulièrement adaptés à ce type de machine électrique, notamment car l’invention permet de prendre en compte les contraintes et le fonctionnement de tous types de machines.
L’agent porogène peut être choisi parmi les polymères solubles dans l’eau, notamment le polyéthylène glycol (PEG), le poly(acide acrylique), l’acide poly(styrène sulfonate) de sodium, le poly(éthylène imine) et leurs mélanges. Le ou les polymères solubles dans l’eau peuvent présenter un poids moléculaire compris entre 1 000 et 100 000 Dalton, de préférence entre 5 000 et 50 000 Dalton, encore mieux entre 5 000 et 30 000 Dalton.
La concentration en agent porogène, notamment en PEG, peut être comprise entre 0,015 g et 0,35 g par mL de sol, préférentiellement entre 0,02 et 0,2 g par mL de sol. Ces valeurs sont reliés à la concentration de précuseur sol-gel, notamment de tétraméthoxysilane (TMOS), selon des ratio qui peuvent être compris entre 0,03 et 1 g d’agent porogène, notamment de PEG, par mL de précurseur sol-gel, notamment de tétraméthoxysilane (TMOS), préférentiellement selon des ratio qui peuvent être compris entre 0,06 et 0,6 g d’agent porogène, notamment de PEG, par mL de précurseur sol-gel, notamment de tétraméthoxysilane (TMOS).
Le précurseur sol-gel peut être choisi parmi les alcoxydes, notamment les organométalliques hydrolysable et condensables, notamment les alcoxydes de zirconium, notamment le butoxyde de zirconium (TBOZ), le propoxide de zirconium (TPOZ) les alcoxydes de titane, de niobium, de vanadium, d’yttrium, de cérium, d’aluminium ou de silicium, notamment le tétraméthoxysilane (TMOS), le tétraéthoxysilane (TEOS), le tétrapropoxysilane (TPOS), le tétrabutoxysilane (TBOS), les triméthoxysilanes, notamment le méthyltriméthoxysilane (MTMOS), le propyltriméthoxysilane (PTMOS,) et l’éthyltriméthoxysilane (ETMOS), les triéthoxysilanes, notamment le méthyltriéthoxysilane (MTEOS), l’éthyltriéthoxysilane (ETEOS), le propyltriéthoxysilane (PTEOS), l’aminopropyltriethoxysilane (APTES), les silicates de sodium, les colloïdes de titanes et leurs mélanges.
La proportion d’agent porogène dans le sol et la proportion de précurseur sol-gel dans le sol sont prédéterminées en fonction des caractéristiques, notamment la porosité totale et la taille moyenne des macropores, de chaque matrice sol-gel d’un échantillonnage de matrices sol-gel connues après gélification.
Par « porosité totale » on comprend le rapport du volume de pores dans la matrice sol-gel par le volume total de la matrice sol-gel. Cette valeur est comprise entre 0 et 1.
Le procédé peut comporter : - la formation préalable d’un échantillonnage de matrices sol-gel comportant chacune l’agent porogène et le précurseur sol-gel du monolithe à former en des proportions différentes connues, - la détermination après gélification des caractéristiques, notamment la porosité totale et la taille moyenne des macropores, de chaque matrice sol-gel de l’échantillonnage, - le choix des caractéristiques, notamment la porosité totale et la taille moyenne des macropores, du monolithe poreux à former, notamment en fonction de son usage futur, et - la détermination de la proportion de l’agent porogène dans le sol et la proportion du précurseur sol-gel dans le sol en fonction des caractéristiques des matrices sol-gel de l’échantillonnage prédéterminées et des caractéristiques choisis pour le monolithe poreux à former.
Le procédé peut comporter le choix d’une porosité totale du monolithe à former et la détermination préalable du rapport de la proportion d’agent porogène et de la proportion de précurseur sol-gel dans le sol en fonction de la porosité totale choisie. Le procédé peut comporter le choix d’une taille moyenne de macropore du monolithe à former et la détermination préalable de la proportion d’agent porogène dans le sol en fonction de la taille moyenne des macropores choisie. Le procédé peut comporter le choix d’une porosité totale et d’une taille moyenne des macropores du monolithe à former et la détermination préalable de la proportion d’agent porogène et de la proportion de précurseur sol-gel de sorte que le rapport de la proportion d’agent porogène et de la proportion de précurseur sol-gel dans le sol correspondent à la porosité totale choisie sur une courbe prédéterminée dudit rapport en fonction de la porosité et que la proportion d’agent porogène correspondent à la taille moyenne des macropores choisie sur une courbe prédéterminée de ladite proportion en fonction de la taille moyenne des macropores. .
Le sol peut comporter des additifs, notamment un acide, notamment l’acide acétique, ou l’acide nitrique, ou l’acide succinique et/ou un précurseur d’agent de dissolution de la matrice sol-gel, notamment de l’urée ou des composés portant des fonctions amides , notamment du formamide, de l’acétamide, du N-méthylformamide (NMF) et leurs mélanges.
Le sol peut comporter entre 0,001 mole/L et 2 mole/L d’acide, notamment d’acide acétique.
Le sol peut comporter entre,01 et 1,3 g/mL préférentiellement entre 0,01 et 0,4 g/mL de précurseur d’agent de dissolution de matrice sol-gel, notamment d’urée.
De préférence, le sol présente une formulation permettant une séparation de phase par décomposition spinodale.
En variante, le sol est une émulsion ou une solution de matriçage (« templating »).
Formation du sol Le sol peut être formé par agitation d’une solution comportant le précurseur sol-gel, de préférence le précurseur sol-gel et l’agent porogène, notamment pendant une durée supérieure ou égale à 5 min, mieux supérieure ou égale à 10 min, encore mieux supérieure ou égale à 15 min. La durée de l’agitation peut être inférieure ou égale à 3h, mieux inférieure ou égale à 2h. Durant l’agitation, la température peut être contrôlée à une valeur prédéterminée sensiblement constante, notamment comprise entre 0°C et 90°C, mieux entre 0°C et 50°C. Cette étape préliminaire de préparation du sol permet d’initier le procédé sol gel avant la séparation de phase et d’assurer une homogénéité de la solution de sol au moment où elle est transférée dans l’enceinte sans qu’il ne soit plus nécessaire de la mélanger de sorte que le sol se fige à un certain degré de la séparation de phase.
Remplissage L’enceinte peut contenir plusieurs moules et le remplissage comporte le remplissage en sol des moules, chaque moule comportant au moins une ouverture s’ouvrant dans le sol après remplissage. Les moules peuvent être identiques ou non. Les moules peuvent présenter des dimensions différentes. Ceci permet de réaliser plusieurs monolithes poreux de même structure interne et de même ou différente tailles ou forme simultanément. Le remplissage de l’enceinte et du ou des moules peut être réalisé en versant le sol dans le ou les moules contenus dans l’enceinte ou dans l’enceinte contenant le ou les moules de sorte que l’ouverture soit sous le niveau de sol après remplissage. Le remplissage peut se faire en versant le sol dans l’enceinte, le ou les moules se remplissant lorsque le niveau de sol dans l’enceinte atteint l’ouverture du ou des moules. Le remplissage peut se faire en versant le sol dans le ou les moules, l’enceinte se remplissant lorsque le niveau de sol dans le ou les moules atteint l’ouverture du ou des moules.
En variante, le remplissage de l’enceinte et du ou des moules se fait en versant le sol dans l’enceinte puis en immergeant au moins partiellement, de préférence de façon progressive, le ou les moules dans le sol contenu dans l’enceinte, le ou chaque moule se remplissant de sol par son ouverture lorsque le niveau de sol atteint ladite ouverture.
De préférence, après le remplissage, le ou les moules sont remplis totalement de sol.
- comportant plus de 95% en masse d’oxydes, de préférence constitués essentiellement d’oxydes, et présentant une analyse chimique telle que Al 2 O 3 > 65%, en pourcentage en masse sur la base des oxydes,
- comportant plus de 95% en masse de carbure de silicium, de préférence constitués essentiellement de carbure de silicium,
- comportant plus de 95% en masse de carbone, de préférence constitués essentiellement de carbone,
les fibres céramiques du composite à matrice céramique, éventuellement assemblées sous forme de fils simples et/ou assemblés, sont choisies parmi les fibres composées pour plus de 95% en masse d’alumine, les fibres composées pour plus de 95% en masse de silice, les fibres composées pour plus de 95% en masse de mullite, les fibres composées pour plus de 95% en masse de mullite et de corindon, les fibres composées pour plus de 90% en masse de basalte, les fibres composées pour plus de 95% en masse de verre, les fibres composées pour plus de 95% en masse de carbure de silicium, les fibres composées pour plus de 95% en masse de carbone, et leurs mélanges ; la matrice du composite à matrice céramique est choisie parmi une matrice comportant plus de 95% en masse d’oxydes, de carbures, de nitrures, de sialons et leurs mélanges et notamment d’une matrice constituée essentiellement d’oxydes, de carbures, de nitrures, de sialons et leurs mélanges;
la matrice du composite à matrice céramique est choisie parmi une matrice comportant plus de 95% en masse d’oxydes et présentant une analyse chimique telle que SiO 2 +Al 2 O 3 +ZrO 2 +HfO 2 +MgO > 70% en pourcentage en masse sur la base des oxydes, comportant plus de 95% en masse d’oxydes et présentant une analyse chimique telle que SiO 2 +Al 2 O 3 > 70% en pourcentage en masse sur la base des oxydes, comportant plus de 95% en masse d’oxydes et présentant une analyse chimique telle que Al 2 O 3 +ZrO 2 +HfO 2 > 70% en pourcentage en masse sur la base des oxydes, comportant plus de 95% en masse d’oxydes et présentant une analyse chimique telle que SiO 2 +Al 2 O 3 +MgO > 70% en pourcentage en masse sur la base des oxydes, comportant plus de 90% en masse de SiC+Si 3 N 4 +SiAlON ; le revêtement comporte au moins une couche comportant un oxyde cristallisé comportant au moins les éléments Li, Al et Si ; le revêtement est constitué pour plus de 15% en masse d’un ou de plusieurs oxydes cristallisés comportant au moins les éléments Li et Al ; le revêtement contient un précurseur d’au moins un oxyde cristallisé comportant au moins les éléments Li et Al, de préférence choisi parmi une bayérite lithiée, Li 4 SiO 4 et leurs mélanges ; le revêtement présente la composition chimique suivante, en pourcentage en masse sur la base des oxydes :
SiO 2 +Al 2 O 3 +Li 2 O > 50%, et Li 2 O : > 0,5% et Al 2 O 3 : > 2% et SiO 2 : 2
le revêtement est constitué pour plus de 90% en masse d’oxydes ; le revêtement présente une épaisseur supérieure à 50 µm et/ou inférieure à 2000 µm ;
la surface des parois intérieures est recouverte pour plus de 99% dudit revêtement ; le conteneur comporte un fond et au moins un côté.
L’invention concerne aussi l’utilisation dudit conteneur pour la fabrication d’une poudre d’oxydes comportant du lithium, en particulier un oxyde d’un métal ou de plusieurs métaux de transition lithiés.