Download - Vers ladaptation automatisée des modèles CAO pour la simulation par éléments finis J-C Cuillière, G. Foucault, V. François Roland MaranzanaJean-Claude.

Vers l’adaptation automatisée des modèles CAO pour la

simulation par éléments finis

J-C Cuillière, G. Foucault, V. FrançoisRoland Maranzana Jean-Claude LéonLaboratoire LIPPS

Gilles Foucault

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Sommaire

• Problématique du passage CAO-calcul• Représentation MCT (Meshing

Constraints Topology)• Opérateurs de transformation MCT• Critères automatiques pour les

transformations MCT• Résultats de maillage sur les modèles

MCT• Conclusions

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(Entrée) : Modèle CAOCarte de tailles adaptée au comportement

mécanique et à la précisionMatériaux + Conditions aux limites

(1) Simplification dans l’arbre de construction CAO

(2) Simplification de la topologie des contraintes de maillage (suppression d’arêtes, de sommet,

contraction d’arête en sommet)

(3) Maillage automatique de la géométrie composite

Processus d’adaptation

Approche de simplification de modèle solides volumiques

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Simplification de certaines fonctions de construction

Les détails dont la taille caractéristique est inférieure à la taille souhaitée doivent être supprimés pour respecter la carte de tailles souhaitée.

• perçages et découpages par révolution :

– L’ensemble des faces du trou a un diamètre faible devant la taille EF suppression de fonction

– Une partie des faces du trou a une taille inférieure à la taille EF suppression des faces et de reconstruction

• Les congés dont le rayon est faible devant la taille EF

• Les poches et les extrusions dont le profil est faible devant la taille EF

Dh<T

T

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Problèmes de maillage causés par la topologie B-Rep

Les modèles CAO ont souvent des faces beaucoup plus petites que la taille des éléments à y construire

• Mauvaise qualité de maillage, sur-densités : impact néfaste sur le maillage

• Ralentissement voire échec de l’analyse EF

La topologie du modèle CAO n’est pas adaptée aux MC (contraintes du maillage) et à la carte de tailles car elle ne reflète que son processus de construction

Taille = 1/10 Taille = 1/10 taille EFtaille EF

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MCT (Topologie des Contraintes de Maillage)

Représentation des contraintes de maillage :• Représente intrinsèquement les MC (contraintes de

maillage) :– La présence de chaque MC entité (face, arête, sommet)

est justifiée pour les besoins du maillage : CL, carte de tailles, zones de forte courbure

• Représente explicitement :– la géométrie des entités

– Les relations topologiques d’adjacence entre MC entités (graphes d’adjacence).

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Exemple de MCT

1) les zones de conditions aux limites (F1, f2)

2) les aspects de formes importants pour le calcul (ex. zones de fortes courbure, arêtes vives)

3) des faces et des arêtes de taille compatible avec la taille de maillage souhaitée

Modèle CAO

MCT

Les MCT entités respectent:

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Description géométrique des contraintes de maillage

• Chaque MC entité (contrainte de maillage) est un groupe d’entité CAO :– MC arête = ensemble d’arêtes adjacentes– MC face = ensemble de faces adjacentes

• Opérations de fusion de MC entités, découpage de MC entités

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Opérateurs topologiques MCTOpérateurs qui modifient les 3 graphes d’adjacence

et les MC entités:

• Contraction d’arête sur son extrémité

• Découpage d’arête

• Suppression d’arête

• Suppression de sommet

• Fusion entre sommets d’une face

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Critère de suppression d’arête : largeur de face

largeur MC Face < taille minimale

Suppression des arêtes dans les parties trop étroites

l

Lmin

1-A1

0

1

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Critère d’angle déviation (courbure)

Les arêtes situées dans les parties quasiment planes des surfaces ne sont pas nécessaires, et gênent le respect de la carte de taille.

max

1-A2

0

1

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Opération de suppression d’arête

• Les critères sont évalués localement sur la discrétisation des arêtes

• Sommets de séparation entre les parties supprimables et à garder

• Suppression des parties identifiées

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Critères de suppression de sommets

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Processus d’adaptation MCT

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Maillage des surfaces composites

2. Génération du nœud candidat1. Maillage des arêtes

3. Génération du triangle

Génération de maillage EF sur une MC face (surface composite qui ignore les arêtes supprimées)

Pi

Pi+1

Pc

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Quart de piston

Triangles de qualitésupérieure à 30%

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Support de roulement

Modèle CAO initial Adaptation MCT Maillage généré

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Conclusions• Un maillage qui respecte la topologie B-Rep

CAO est souvent inutilisable pour le maillage et le calcul : il est indispensable de la transformer

• La MCT fournit des opérateurs automatiques qui permettent de convertir le modèle B-Rep CAO en un modèle qui représente les contraintes de maillage

• Lien CAO-MCT : direct et bidirectionnel• Perspective: évaluation et quantification de

l’impact des simplifications sur les résultats de calcul


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Questions ?
