Fiche de révision : Modélisation des structures mécaniques

📋 Plan du Cours

1. CAO et fonctions du modeleur
2. Terminologie géométrique des pièces
3. Dessins techniques et projections
4. Objectifs de la modélisation mécanique
5. Mouvements et contacts mécaniques
6. Liaisons mécaniques normalisées
7. Schéma cinématique et classes
8. Graphe et méthodologie cinématique

📖 1. CAO et fonctions du modeleur

🔑 Notions clés & Définitions

• Conception assistée par ordinateur : Consiste à modéliser et simuler virtuellement un système mécanique afin d’augmenter la rapidité et la précision de la conception.

★ À maîtriser

📌 Dans un modeleur volumique 3D, une fonction est une opération qui modifie une pièce.

• Un bossage ajoute de la matière à une pièce, tandis qu’un enlèvement de matière en retire.

Compléments

• La conception intègre les lois de:

  • la mécanique des solides
  • la physique des matériaux
  • la thermodynamique

• Le congé arrondit les arêtes vives, tandis que le chanfrein biseaute une arête au lieu de l’arrondir.

💡 Astuce mémo

Modéliser et simuler virtuellement → concevoir plus rapidement et avec plus de précision

📖 2. Terminologie géométrique des pièces

🔑 Notions clés & Définitions

• Axe : Ligne de construction implicite qui passe par une fonction cylindrique.
• Origine : Point de coordonnées x = 0, y = 0 et z = 0.

★ À maîtriser

• Une face peut être plane ou courbée, une arête est le bord d’une face et un sommet est un angle ou une intersection d’arêtes.

Compléments

• Les relations géométriques comprennent:
  • la tangence
  • le parallélisme
  • l’horizontalité
  • la verticalité
  • l’intersection
  • la concentricité
  • la perpendicularité

💡 Astuce mémo

Visualiser une pièce par son axe, son plan, ses faces, ses arêtes et ses sommets

📖 3. Dessins techniques et projections

🔑 Notions clés & Définitions

• Vue isométrique : Représentation dans laquelle les trois directions de l’espace sont représentées avec la même importance.

★ À maîtriser

• Les dessins techniques comprennent: le dessin d’illustration en 3D, le dessin de détails en projections orthogonales 2D, le dessin d’ensemble

• Dans un dessin d’illustration en 3D, deux axes sont perpendiculaires sans coefficient de réduction et le troisième est incliné de 45° avec un coefficient de réduction de 0,5.

• Les types de traits indiquent: les contours vus par des traits continus forts, les contours cachés par des traits interrompus fins, les axes de symétrie par des traits mixtes fins, les filetages et les traits de coupe par des traits continus fins

Compléments

• Dans une projection orthogonale, l’observateur regarde perpendiculairement la pièce et projette ce qu’il voit sur la face opposée du parallélépipède.

💡 Astuce mémo

Traits continus = vus, traits interrompus = cachés, traits mixtes = axes

📖 4. Objectifs de la modélisation mécanique

★ À maîtriser

• La modélisation permet d’étudier: les efforts intérieurs et extérieurs, les trajectoires, vitesses et accélérations, la déformation et la résistance des composants

Compléments

📌 La modélisation des liaisons permet de vérifier qu’un mécanisme n’est ni sous-dimensionné ni surdimensionné pour satisfaire les fonctions et contraintes du cahier des charges fonctionnel.

📖 5. Mouvements et contacts mécaniques

🔑 Notions clés & Définitions

• Mobilité : Une mobilité est un mouvement élémentaire possible entre deux solides, parmi trois translations et trois rotations dans l’espace.
• Liaison mécanique : Modèle utilisé pour décrire les mouvements entre deux solides et caractérisé par leurs mobilités.

📝 Points essentiels

• Dans l’espace, les six mobilités sont les translations Tx, Ty et Tz et les rotations Rx, Ry et Rz.

📌 Pour modéliser les liaisons, les pièces sont considérées comme indéformables et les liaisons ainsi que les surfaces sont supposées parfaites, sans frottement et sans jeu.

💡 Astuce mémo

6 mobilités : 3 translations T et 3 rotations R

📖 6. Liaisons mécaniques normalisées

📝 Points essentiels

• Les contacts peuvent être:

  • ponctuels
  • linéiques rectilignes
  • linéiques circulaires
  • surfaciques plans
  • surfaciques cylindriques
  • surfaciques sphériques
  • surfaciques coniques
  • surfaciques hélicoïdaux

• Les liaisons normalisées présentées sont:

  • la liaison ponctuelle
  • la liaison linéaire rectiligne
  • la liaison linéaire annulaire
  • l’appui plan
  • la rotule
  • la rotule à doigt
  • le pivot glissant
  • le pivot
  • la glissière
  • la liaison hélicoïdale

📌 Pour définir une liaison entre deux solides, il faut considérer uniquement les surfaces de contact concernées et ne pas inclure les liaisons avec les autres pièces du mécanisme.

💡 Astuce mémo

Chaque liaison se reconnaît par les mobilités qu’elle autorise ou interdit

📖 7. Schéma cinématique et classes

🔑 Notions clés & Définitions

• Schéma cinématique : Représente les principaux ensembles cinématiques et les liaisons qui les relient sans décrire les solutions constructives détaillées.
• Classe d’équivalence cinématique : Ensemble de pièces qui ne présentent pas de mouvements relatifs entre elles.

📝 Points essentiels

• La suppression totale des degrés de liberté peut être assurée par:
  • des éléments filetés
  • un montage collé
  • un assemblage monté serré

📌 Les pièces qui se déforment, comme les ressorts, et les éléments roulants des roulements ne sont pas pris en compte dans la modélisation des liaisons.

💡 Astuce mémo

Classes → liaisons → point de vue → axes et centres → symboles

📖 8. Graphe et méthodologie cinématique

🔑 Notions clés & Définitions

• Graphe des liaisons : Recense le nombre et la nature des liaisons d’un mécanisme entre les classes d’équivalence, mais ne permet pas d’apprécier les mouvements.

★ À maîtriser

• 🔄 La méthodologie du schéma cinématique consiste à: définir les classes d’équivalence cinématique, choisir les couleurs des classes, définir les liaisons entre les classes, choisir un point de vue plan ou spatial, placer les centres et axes des liaisons, placer les symboles normalisés, relier les symboles par des jonctions filaires, utiliser le symbole du bâti si nécessaire

Compléments

• Dans un graphe des liaisons, chaque classe d’équivalence est représentée par une bulle et chaque liaison par un arc portant son nom ainsi que ses caractéristiques géométriques, comme son axe ou son centre.

📌 Lorsque plusieurs liaisons peuvent être regroupées en une seule liaison normalisée, le graphe et le schéma cinématique sont dits minimaux.

💡 Astuce mémo

Recenser, caractériser, représenter puis simplifier les liaisons

📊 Tableaux de synthèse

Types de traits en dessin technique