Interfaces, représentations fonctionnelles et transformations d’assemblages complexes pour la simulation des structures

TitleInterfaces, représentations fonctionnelles et transformations d’assemblages complexes pour la simulation des structures
Publication TypeConference Paper
Year of Publication2012
AuthorsBonneau, G-P, Jourdes F, Hahmann S, Faure F, Foucault G, Trlin M, Shahwan A, Léon J-C, Boussuge L, Fine L, Francez L
Conference NameNAFEMS Congress, june 6-7, Paris
KeywordsROMMA
Abstract

La simulation de comportement structurel d’assemblages constitue un enjeu industriel majeur mais nécessite un travail important de préparation et de transformation de modèles essentiellement décrits à partir de modèles CAO. Une mise en œuvre interactive de ces tâches rend caduque toute simulation structurelle d’assemblages complexes. Qu’il s’agisse d’une représentation initiale de type CAO fournie telle que décrite dans un logiciel industriel ou bien d’une description par format neutre de type STEP, un assemblage se ramène le plus souvent à une collection de composants sans lien géométrique exploitable pour une simulation d’analyse structurelle. De plus, la structure arborescente ou bien les désignations des composants ne constituent pas des informations directement valorisables pour la préparation de modèles d’analyses.
Une partie des objectifs du projet ANR ROMMA consiste à réduire ces temps de préparation. La détection rapide des interfaces, l’établissement des liens géométriques et fonctionnels suivi d’une série de transformations géométriques avec seulement un minimum d’interaction permettra finalement d’amener la simulation structurelle d’assemblages à une pratique industrielle effective. Pour ce faire, les étapes suivantes ont été mise en place :
- Localisation et détermination des interfaces entre les composants. Ces interfaces dépendent de la nature des représentations retenues pour les composants et ne correspondent pas uniquement à des contacts surfaciques, linéïques ou ponctuels mais peuvent être aussi des interférences et des jeux. Pour des raisons de performance relativement aux assemblages CAO complexes, une approche de type lancé de rayons exploitant des architectures GPU permet de localiser rapidement les zones interfaces.
Cette localisation aboutit à la génération des courbes frontières de carreaux B-Spline/NURBS requises pour délimiter les zones interfaces tout en continuant à disposer d’une représentation de type CAO cohérente.

- La détermination des interfaces est suivie d’une phase d’interprétation fonctionnelle s’appuyant sur une taxonomie et d’une analyse qualitative des interfaces, de leurs dispositions géométriques, à travers des concepts d’états et de principe de construction de mécanismes. Ces concepts permettent de passer d’une notion d’interface géométrique à une notion d’Interfaces Fonctionnelles (IF) qui établit des relations entre les interfaces et leurs représentations symboliques sous forme fonctionnelle. La position relative des IFs et des taxonomies de composants basées sur ces interfaces constituent la base d’une analyse associant à chaque composant mécanique une représentation symbolique sous forme de Désignation Fonctionnelle (DF). Cette démarche permet d’établir des liens rigoureux entre informations fonctionnelles et géométrie 3D.

- A l’issue de l’étape précédente, la maquette numérique d’un assemblage est devenue une représentation géométrique où les interfaces sont explicites et les composants sont pourvus d’informations fonctionnelles. Ces informations sont alors utilisées pour piloter les transformations géométriques nécessaires aux objectifs de simulation. Ainsi, des interfaces entre composants peuvent être supprimées pour modéliser un seul milieu continu. Des composants peuvent être supprimés ou idéalisés à l’aide d’opérateurs assurant la cohérence du modèle géométrique de l’assemblage grâce aux relations entre les modèles géométriques des composants, leurs IFs et leurs DF.
Les transformations réalisées prennent également en compte les critères de décomposition de domaines nécessaires pour la génération de maillage et la résolution du modèle Eléments Finis.

- La fin du processus de mise en données s’appuie sur un environnement de maillage dédié qui intègre les spécificités du modèle CAO généré et exploite les données fonctionnelles afin de faciliter la génération du maillage et appliquer des critères dédiés (e.g. maitrise de la densité des mailles en fonction de critère d’épaisseur).
La démarche présentée s’appuie sur des opérations améliorant significativement les temps de préparation de modèles d’assemblage en vue de leur analyse structurelle et ouvre ainsi de vraies perspectives d’exploitation industrielle.

URLhttp://romma.lmt.ens-cachan.fr/Downloads/Interfaces_jcl_eng.pdf
Citation Key81