CNC 2015 PSI Sciences industrielles : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Sciences industrielles du Concours National Commun (CNC), Maroc, session 2015, filière PSI, en 4 heures. Thème : Chargeur manuel et chariot retourneur de bobines métalliques entre laminage et four de traitement thermique.

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Ce que traite le sujet, partie par partie

• II-A : présentation du chargeur manuel de bobine. Description du chargeur, de ses quatre phases d'utilisation et de son paramétrage. Le diagramme partiel des exigences est à compléter, puis les relations entre exigences sont à expliquer.
  À revoir : Ingénierie système : besoin, exigences et diagrammes SysML
• II-B-1 : validation du vérin de relevage, étude cinématique. Vitesses de rotation et de levage dans le parallélogramme déformable, composition des vitesses et dérivation au point d'attache du vérin. Les relations obtenues et une courbe de simulation servent à vérifier la vitesse de levée imposée par le cahier des charges.
  À revoir : Cinématique des mécanismes : composition des mouvements, contact ponctuel, lois entrée-sortie et fermetures, Cinématique du solide : paramétrage, vitesse, taux de rotation et torseur cinématique
• II-B-2 : chaînes de solides et étude énergétique. Mobilité et degré d'hyperstatisme de la chaîne de levage, choix de liaisons qui la rendent isostatique, puis rapport du réducteur épicycloïdal et loi de la vis. Torseur cinétique, énergie cinétique et puissances conduisent au couple que doit fournir le moteur du vérin.
  À revoir : Modélisation des liaisons, graphe des liaisons et schéma cinématique, Transmetteurs de puissance et trains d'engrenages, Cinétique : torseurs cinétique et dynamique, énergie cinétique, inertie équivalente, Dynamique des systèmes de solides : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage
• II-C : stabilité et déplacement du chargeur de bobine. Théorèmes de la statique avec frottement aux roulettes pour fixer la hauteur maximale des poignées sans basculement, résultat confronté à des courbes de simulation. Vitesse de glissement d'une roulette orientable et intérêt de son pivotement dans un mouvement plan autour d'un centre instantané de rotation.
  À revoir : Dynamique des systèmes de solides : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage, Cinématique du solide : paramétrage, vitesse, taux de rotation et torseur cinématique
• II-D : dimensionnement du moteur d'orientation. Centre d'inertie et matrice d'inertie du bras, composé d'un cylindre plein, d'une plaque et d'un cylindre creux, avec moments d'inertie ramenés sur l'axe de rotation. Moment cinétique et moment dynamique de l'ensemble bras et bobine donnent ensuite le couple moteur, frottement visqueux compris.
  À revoir : Géométrie des masses : centre d'inertie, matrice d'inertie, théorème de Huygens, Cinétique : torseurs cinétique et dynamique, énergie cinétique, inertie équivalente, Dynamique des systèmes de solides : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage
• III-F et III-G : présentation du chariot retourneur et chaînes de solides. Après la présentation du chariot, on modélise la mise en position de la bobine sur le berceau par un appui plan et une forme en vé. Une étude statique identifie la liaison équivalente, puis on évalue sa mobilité et son degré d'hyperstatisme.
  À revoir : Modélisation des liaisons, graphe des liaisons et schéma cinématique, Dynamique des systèmes de solides : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage
• III-H : validation du motoréducteur de retournement du berceau. Axes de rotation et rapports des engrenages et du pignon-chaîne, rapport global et son signe. La loi de vitesse trapézoïdale, la courbe de puissance et les rendements donnent la puissance maximale, comparée aux performances du moteur retenu.
  À revoir : Transmetteurs de puissance et trains d'engrenages, Architecture fonctionnelle et structurelle : chaînes d'information et de puissance
• III-J : asservissement en position du berceau. Modèle de Laplace du moteur à courant continu, schéma-blocs et identification sur une réponse indicielle, puis boucle de courant justifiée par l'intensité maximale. Réglage de la boucle de vitesse avec identification du correcteur sur Bode, et boucle de position : écarts, stabilité, tracés de Bode et marges.
  À revoir : Équations différentielles linéaires du premier ordre, Équations différentielles linéaires du second ordre, Amplificateur linéaire intégré, stabilité et rétroaction, Filtrage linéaire

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Ingénierie système : besoin, exigences et diagrammes SysML
• Cinématique des mécanismes : composition des mouvements, contact ponctuel, lois entrée-sortie et fermetures
• Cinématique du solide : paramétrage, vitesse, taux de rotation et torseur cinématique
• Modélisation des liaisons, graphe des liaisons et schéma cinématique
• Transmetteurs de puissance et trains d'engrenages
• Cinétique : torseurs cinétique et dynamique, énergie cinétique, inertie équivalente
• Dynamique des systèmes de solides : principe fondamental, stratégie d'isolement, équilibrage
• Géométrie des masses : centre d'inertie, matrice d'inertie, théorème de Huygens
• Architecture fonctionnelle et structurelle : chaînes d'information et de puissance
• Équations différentielles linéaires du premier ordre
• Équations différentielles linéaires du second ordre
• Amplificateur linéaire intégré, stabilité et rétroaction
• Filtrage linéaire

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