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Transformations de maquettes numériques pour simuler des comportements de produits au cours de processus de développement

Mis à jour le 5 novembre 2010
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...la génération de simulations de comportements mécaniques de structures, de simulations immersives à l’aide d’environnements immersifs procèdent toutes de transformations de maquettes numériques à partir d’objectifs de simulation

Par transformations, il faut considérer en particulier les changements de formes nécessaires pour procéder à des étapes de maillage Eléments Finis (EF) et aux simplifications correspondantes des modèles.

Spécifiquement pour la préparation de modèles EF, les transformations requises sont soumises à des critères de tailles locales d'EF afin de gouverner ces transformations. En relation avec la forme d'un composant, les transformations peuvent être scindées en trois catégories selon qu'elles transforment la forme de l'objet, sa topologie ou bien sa dimensionnalité (volume, surface, ligne) d'une part ou bien le découpage de sa frontière reflétant la manière dont des surfaces sont assemblées pour former la frontière d'un volume par exemple.

Ces transformations ont donné lieu à des opérateurs pour chacune des catégories précédentes et ont été développées en particulier pour des objets décrits à l'aide de représentations facettisées.

Sur la base de cette approche, le traitement de modèles complexes tels que le cockpit de l'Airbus A380 a montré la capacité de cette approche à réduire la durée de préparation d'un modèle d'un facteur supérieur à trois. Le traitement de modèles directement issus de phases de digitalisation a montré aussi des réductions de temps de préparation avec des facteurs voisins de dix par rapport à des démarches utilisant une phase d'ingénierie inverse produisant un modèle CAO devenant ensuite un support pour le maillage EF.

Maintenir l'efficacité de l'approche développée sans prescrire une catégorie de modèle en particulier (modèle CAO ou modèle facettisé) a été réalisé en mettant en œuvre un concept de représentation mixte d'objets permettant aux opérateurs de réaliser des transformations de formes indépendamment du modèle disponible en entrée.

Cette représentation et les opérateurs associés deviennent un constituant principal d'une interface d'une vue produit où les transformations d'objets et d'assemblages jouent un rôle prépondérant. (à g.: Maquette numérique après transformation pour une analyse)

Dans le cas de simulations immersives utilisant des moyens de réalité virtuelle, des besoins similaires ont été constatés, étendus à une complexité supplémentaire où les transformations de modèles doivent concerner à la fois des besoins de visualisation, de détection de collisions à travers des opérateurs et des critères propres à ce domaine.

Les applications de la représentation mixte ont montré également leur efficacité dans le contexte de la micro/nano fabrication de composants 3D de forme complexes en offrant des capacités de représentation de composants non disponibles dans les logiciels commerciaux actuels.

Contact: Jean-claude Léon, Gilles Foucault Publications:
  • G., Foucault, J.-C., Cuillière, V., François, J.-C., Léon, R., Maranzana, Adaptation of cad model topology for finite element analysis, CAD, Vol. 40, n°2, 2008, Février, pp 176-196
  • R., Iacob, P. Mitrouchev, J.-C., Léon, Contact identification for assembly/disassembly simulation with a haptic device, The Visual Computer, Vol.24, n 11, 973-9, Nov. 2008
  • R. Ferrandes, P.M. Marin, J-C Léon, F. Giannini, A posteriori evaluation of simplification details for finite element model preparation, Int. J. Computers & Structures, Vol. 87, n°1-2, January, 2009, pp 73-80
  • G. Drieux, J-C. Léon, F. Guillaume, N. Chevassus, Processes To Integrate Design With Downstream Applications Through Product Shapes Adaptation, IEEE Systems Journal, Vol. 3, n°2, June, 2009, pp 199-209
  • CY, Liao, J.-C., Léon, P., Baldeck, C., Masclet, M., Bouriau, T.T. Chung, Using extended layered manufacturing method to improve fabricating efficiency of three-dimensional microfabrication base on two-photon polymerization, Applied Physics Letters, Vol. 91, 033108, Juillet, 2007

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Rédigé par Valerie Rocchi

mise à jour le 5 novembre 2010

Grenoble INP Institut d'ingénierie Univ. Grenoble Alpes