Download - Intégration CAO/Calcul par reconstruction d'un modèle CAO à partir des résultats éléments finis

Intgration CAO/Calcul par reconstruction d'un modle CAO partir des rsultats lments finisBorhen LOUHICHILe 19 Janvier 2008

Environnement CALCULEnvironnement CALCULEnvironnement CAOIdalisationMatriauxConditions aux limitesEnrichissement de modle RemaillageReanalyse

Environnement CALCULEnvironnement CALCULEnvironnement CAOIdalisationEnrichissement de modle RemaillageReanalyse...CatiaTopSolidSolidWorks Fichiers des rsultats : (dplacements, contraintes...) Courbes Isovaleurs Tableaux

Rsultats qualitatifs

Rsultats quantitatifsMaillage dformCAO dform

1. Objectifs et mthodologie de recherche 2. Algorithme gnral de reconstruction3. Techniques de reconstruction4. Idalisation aprs reconstruction5. Rsultats 6. Conclusions et perspectivesSommaire

Sommaire1. Objectifs et mthodologie de recherche 2. Algorithme gnral de reconstruction3. Techniques de reconstruction4. Idalisation aprs reconstruction5. Rsultats 6. Conclusions et perspectives1. Objectifs et mthodologie de recherche

Objectifs213123456

0

0

1

1

2

2

3

3

Environnement intgr

CAO

Calcul E.F

mthodologie de rechercheTests et Etude Bibliographique Techniques de reconstructionAlgorithme de ReconstructionIdalisationValidation de loutilTempsPhases123456

Sommaire1. Objectifs et mthodologie de recherche 2. Algorithme gnral de reconstruction3. Techniques de reconstruction4. Idalisation aprs reconstruction5. Rsultats 6. Conclusions et perspectives2. Algorithme gnral de reconstruction

{Algorithme gnral 123456

Maillage dform

Identifier la triangulation correspondante chaque face

Reconstruction des surfaces porteuses des faces partir de la triangulation

Reconstruction des sommets, artes et contours

Modle CAO (BREP) dform

Sommaire1. Objectifs et mthodologie de recherche 2. Algorithme gnral de reconstruction3. Techniques de reconstruction4. Idalisation aprs reconstruction5. Rsultats 6. Conclusions et perspectives3. Techniques de reconstruction

{Tchniques de reconstruction 123456

Maillage dform





{123Tchniques de reconstruction 123456

Maillage dform





Calcul du rseau de points dinterpolation de la surface dforme : Calcul du rseau de points sur le maillage Utilisation de lalgorithme de Walton [Walton 96]

Tchniques de reconstruction 123456

Calcul du rseau de points dinterpolation de la surface dform : Calcul du rseau de points sur le maillage Utilisation de lalgorithme de Walton [Walton 96]


P(u, v, w)

w = 0

v = 0

u = 0

P(u, v, w)


(a) degr = 1, (b) degr = 2, (c) degr = 3, (d) degr = 4Tchniques de reconstruction 123456

P(u, v, w)

w = 0

v = 0

u = 0

P(u, v, w)

(b)

(c)

(d)

(a)

(x1,y1,z1 )

(x2,y2,z2 )

(x3,y3,z3 )

Rsultats et limitationsTchniques de reconstruction 123456

Environnement de Calcul

Environnement CAO

Maillage

Dform

Modle reconstruit

Environnement CAO

Environnement de calcul

Modle reconstruit

Rsultats E.F

Maillage

Modle CAO

Maillage

Mthode nergtiqueTchniques de reconstruction 123456

Courbes et points contraints

Mthode nergtique

Surface NURBS

(a)

(b)

(c)

Tchniques de reconstruction Mthode nergtique123456

Les Points et Courbes contraintes

Plan dinertie

Projection des contraintes sur le plan dinertie

Surface initiale

Surface Finale

www.OpenCascade.comLes codes sources dOpenCascadeR. La Greca and M. Daniel, 2004. Declarative approach to NURBS surface design : from semantic to geometric models. International Conference on Computer Graphics and Articial Intelligence, pages 161-168, Limoges.Tchniques de reconstruction Mthode nergtique123456

Mthode nergtique}}Tchniques de reconstruction 123456

P(x,y,z)

P(u,v)

Les Points et Courbes contraintes

Plan dinertie

Projection des contraintes sur le plan dinertie

Surface initiale

Surface Finale

Polygone de controle de la surface dforme

Les points contraints

Surface initiale

Surface intermdiaire

Surface finale

Application de la Mthode nergtiqueTchniques de reconstruction 123456

1. Extraire la triangulation correspondante la face

2. Dterminer les nudsdes artes de la face

3. Construire les courbes qui interpolent les points dtermins dans ltape prcdente

4. Dterminer les nudsqui sont au milieu de la face

5. Construire une surface lisse qui adhre au courbes reconstruites et points retrouves prcdemment

6. Ajouter les contours dforms

1

2

3

4

5

6

Rsultats et limitationsTchniques de reconstruction 123456Environnement CALCULEnvironnement CALCULEnvironnement CAONURBS

Tchniques de reconstruction Configuration non dformeConfiguration dformeCollisions123456Rsultats et limitations

NURBS

Cylindrique

Cylindrique

Cylindrique

Sommaire1. Objectifs et mthodologie de recherche 2. Algorithme gnral de reconstruction3. Techniques de reconstruction4. Idalisation aprs reconstruction5. Rsultats 6. Conclusions et perspectives4. Idalisation aprs reconstruction

Idalisation 123456Algorithme didalisation

Calculer les paramtres de la face idalise

Reconstruire la surface porteuse de la face idalise

Projection de contour sur la surface et construction de la face idalise

Reconstruction des faces voisines de la face idalise (les points dinterpolation des aretes communes avec la face idalise sont remplacs par leurs projet sur cette dernire)

Reconstruction des autres faces du BREP

Reconstruction de Solide

Projection des points de

contour sur la surface

Erreurs numriques

(a)

(b)

(c)

Idalisation Surface Plane :Surface Cylindrique :123456

Boite englobante

V0

V1

V2

Point dinsertion

Axe

V2

V1

V0

Idalisation Surface Conique :Surface Torique :Surface Sphrique :Boite Englobante123456

Centre et axes dinertie dun ensemble de points

Boit englobante oriente

Sommaire1. Objectifs et mthodologie de recherche 2. Algorithme gnral de reconstruction3. Techniques de reconstruction4. Idalisation aprs reconstruction5. Rsultats 6. Conclusions et perspectives5. Rsultats

Rsultats Pliage : Modification de la topologie123456

Modle Reconstruit

Rsultats lments finis

Maillage dform

Ligne de pliage

Rsultats EncastrementPressionParamtres de prcision123456

Rsultats 123456

Nombre de faces27 facesNombre de ttradres2518 ttradresNombre de noeuds sur les frontires (faces et artes) du modle624 noeudsTemps CPU de reconstruction5 SecondesDplacements0 2.6162 mmErreur Maximale81.28 10 3 mm


Encastrement

Pression

Rsultats 123456



Encastrement

Pression

IdalisationRsultats 123456

Encastrement

Pression

Axes des cylindres

Encastrement

Pression

Sommaire1. Objectifs et mthodologie de recherche 2. Algorithme gnral de reconstruction3. Techniques de reconstruction4. Idalisation aprs reconstruction5. Rsultats 6. Conclusions et perspectives6. Conclusions et perspectives

123456ConclusionsEtude Biblio et tests dinitiationAlgorithme gnral de ReconstructionAlgorithme dIdalisation Outil de Reconstruction de CAO dforme valid NURBS

(a)

(b)

123456Conclusions Cet outil permet de reconstruire des assemblages de pices dformes. Loutil de reconstruction est dvelopp et valid sur des exemples. Cet outil permet d'amliorer la simulation numrique de procds de mise en forme (emboutissage, pliage . . .).

123456Perspectives

Des erreurs numriques lors de la reconstruction. Ces erreurs sont situs au niveau des artes et empchent la fermeture de modle BREP reconstruit.

Il est envisageable de dvelopper des algorithmes permettant d'ajouter de l'information lors de la reconstruction des faces.

L'outil de reconstruction peut tre amlior pour tre plus dynamique. Cela rend la simulation numrique faisable en temps rel.

Merci pour votre attention

Merci,Monsieur le prsident,Messieurs les membres du jury,Mesdames et messieurs,Les travaux que je vais vous prsenter ont t raliss dans le cadre dune copration entre le LGM de lENIM et le dpartement de gnie Mcanique lUniversit du Quebec TR. Ils ont t co-dirige par les professeurs Abdelmajid BenAmara et Vincent Francois.Ma prsentation sintitule: Je vais commencer ma prsentation par une introduction de sujet.

De nos jours nous assistons a des travaux en mode projet. Qui font appel plusieurs mtiers et plusieurs compteneces. Pour un meilleur compromis cout-delais- qualit un travail collaboratif simpose. Cela a induit un accroissement considrable des besoins de communication inter applications et de cohrence globale des systmes supports des diffrents modles du produit (CAO, Calcul, FAO). De part leur forte interdpendances, les deux activits CAO et calcul seront donc amenes pouvoir prendre en compte la manipulation d'objets htrognes (gomtrie, sollicitations, maillage, dformation, etc.). Dans un contexte de travail collaboratif, l'intgration numrique de deux activits CAO et Calcul, est devenu une des principales proccupations en CFAO. L'objectif recherch est de favoriser le partage des donnes sans recopies ou transformations manuelles afin de fluidifier les flux d'informations entre CAO et Calcul tout en garantissant la fiabilit et la traabilit des donnes.

Ici je vais citer quelques contributions lamlioration de la communication entre les deux environnement CAO et Calcul. Il y a des travaux qui sintressent lenrichissement de modle CAO, pour passer au calcul avec un modle riche en information. Ces information sont par exemple les conditions aux limites, les matriaux et qui sont ncessaires pour faire le calcul.Dautres travaux sintressent la simplification de modle CAO et la suppression des dtails qui ne changent pas grand chose au niveau de rsultat final et qui peuvent prendrent normement de temps au niveau maillage et calcul. Ces dtails bien sur ne supportent pas des conditions aux limites par exemple ou ne doivent pas situ sur des zones de concentration des contraintes.D,autres travaux sont intrss au remaillage et reanalyse. tant donn un modle de CAO maill. Aprs calcul, le concepteur a pris dcision de changer localement ce modle (ce changement peut etre topologique ou gomtrique). Il savre trs important de remailler et recalculer juste la partie qui a t changer. Cela permet de gagner normement de temps. En ce qui conserne les rsultats de retour de calcul vers la CAO, actuellement ils sont sous forme des isovaleurs, des courbes, des tableaux de valeurs... Et cest a la charge de concepteur danalyser ces rsultats et de les utiliser soit pour une validation ou une remise en cause dun choix de conception. Meme pour des logiels de CAO qui ont developps leurs propres modules de calcul les rsultats de retour gardent la meme forme. On cite lexemple de Catia, Solidworks et TopSolid qui ont leurs propres modules calcul.Nos travaux de recherche sinsecrivent dans ce cadre, c,est dire exploiter le calcul dans la conception et lObjectif recherch est de revenir la CAO avec un rsultat quantitatif de type modle CAO dform. Ce rsultat devrait etre exploitable et utilisable en CAO. Pour vous prsenter ce travail voici le plan que je vais ladopter Je vais commencer par prsenter les objectfs de ce travail de recherche ainsi que la mthodologie que je lai adopt pour arriver au terme de ce travail.Dans un deuxime lieu je prsente lalgorithme de reconstruction. Cet algorithme est compos de plusieurs tapes qui font appel plusieurs techniques que je vais les prsenter en troisime lieu. En vue dune utilisation particulire des pice reconstruits, une phase didalisation est developp. Cette phase permet de rutiliser la pice dans un assemblage mcanique en vue dune simulation CAO. En ciquime lieu, je prsente la validation de travail sur des pices industiels. Et je finirai par des conclusions et des perspectives.

Et je vais commencer par prsenter les diffrents objectifs dun outil de reconstruction.Lexistence de loutil de reconstruction permet de reconstruire des pices sollicites dans un assemblage mcanique. Cela permet de simuler des assemblages dans leurs configurations relles (configuration dforme des pices). Notons que les outils de CAO actuels permettent de simuler les assemblages dans leurs configurations rigides.

Cet outil permet aussi de simuler en temps reel un processus lastoplastique. Actuellement tous les simulations numriques se font cot lments finis. Cot CAO cela nest pas possible. Loutil de reconstruction rend possible la visualisatin des dformations de la pice cot CAO.

Lexistence de loutil de reconstruction permet damliorer la simulation numrique pour la fabrication de produit (emboutissage, pliage . . .). En effet, lors de la simulation, loutil de reconstruction permet de reconstruire le modle CAO certaines itrations (lorsque les dformations permanentes inhrentes ltude entranent une dformation du maillage). Par la suite les conditions aux limites sont repositionnes sur le modle CAO reconstruit. Et ltude est mene son terme.Dans un premier lieu nous avons abord une tude bibliographique sur le contexte gnral de lintgration des processus de conception et de calcul. Lanalyse des diffrents travaux lis la problmatique de lintgration CAO/Calcul a conduit lidentification des principales tendances dintgration et la dfinition formelle de notre problme de recherche. Dans un deuxime lieu nous nous sommes focaliss la structure interne dun modle CAO afin de mettre en vidence des mthodes et techniques permettant la reconstruction du modle CAO.Par la suite, lalgorithme de reconstruction a t dvelopp et ses diffrentes tapes ont t discutes. Pour mettre en vidence cet algorithme, des diffrentes techniques et approches ont t dveloppes. Dans la premire approche, le modle reconstruit est un modle approch bas sur un BREP facetis et ne reprsente par fidlement le modle CAO rel. La deuxime approche a donn des rsultats intressants dans le cas de pices simples. Pour des pices complexes des problmes numriques au niveau des artes apparaissent. La troisime approche dveloppe est base sur une mthode appele mthode nergtique disponible dans la plateforme OpenCascade. Cette dernire approche a donn des rsultats prcis. Lapproche est retenue pour la validation de lalgorithme gnral de reconstruction dans le cas des petites et grandes dformations. Enfin, nous avons enchan par un algorithme didalisation. Cela rend le modle reconstruit rutilisable dans un assemblage mcanique lorsque le cas se prsente.Comme conclusion ce travail, je vous prsente lessentiel des tapes que jai abord partir dune tude bibliog et des tests dinitiation jusqua validation de loutil de reconstruction de CAO dform. J,arrive au terme de cette prsentation, je vous remercie pour votre attention et je cde la parolle monsieur le prsident.