PARTIE III : Synthèse des Travaux de Recherche sur l’Intégration CAO/Calcul
2. A PPROCHE D ’ INTEGRATION CAO/C ALCUL PAR ENRICHISSEMENT DU MODELE DE PRODUIT
2.1. Structure du modèle proposé
Le modèle de produit est une abstraction du produit réel. Il doit permettre, d’une part, la structuration des relations entre les différents objets utilisés au cours du processus de conception (modèle conceptuel), et d’autre part, la description fonctionnelle, géométrique, topologique et technologique du produit (modèle descriptif). Il doit également permettre de décrire le comportement du produit en fonction du niveau de modélisation considéré (modèle de comportement) [Shah 96] [Banningen 95].
Le modèle de produit proposé est constitué d’un ensemble de concepts et de relations entre ces concepts. Les concepts modélisent les différentes entités permettant de décrire le produit au cours du processus de conception, alors que les relations décrivent la structure de données qui le caractérise. Il est structuré par un réseau de relations basé sur trois concepts génériques : Ensemble, Composant et Liaison, indépendants du domaine de modélisation produit. Ainsi, une liaison "pivot" du domaine
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technologique peut apparaître dans le domaine technique comme un ensemble de différents composants (axe, alésage, goupille, patin) dont les relations sont également exprimées dans le domaine technologique [BenAmara 98]. La structure globale de ce modèle est présentée dans la figure ci-dessous sous forme de diagramme objet OMT [Booch 00]].
F .O
S T G
H a s_ a H a s_ a N iv ea u F o n ctio n n e l N iv ea u T ec h n o lo g iq u e N iv ea u T ec h n iq u e C o m p o rte m e n t R e p _ S y m b o liq u e F o r m e R e p er e T _ C in ém a tiqu e T _ S ta tiq ue T _ D y n a m iq ue P rin c ip e T e c h n o lo g iq u e G etP r in c ip e (); S e tP rin c ip e (); P r in c ipe : C h a r * H a s_ aF o rm e F o n c tio n n e lle F o rm e C o m p lé m e n ta ire
F o r m e : g e om P r e c is io n M a te r ia u R e p è r e Id.te c hn o lo g iq u e F or m e : g e o m R ep è r e Id e n tific a te u r R ef-> F or m e Fo nc t R ef-> E ffo rt R ef-> E lem e n ts S ta nd a r ds G ra p h e L ia is on
S T
C o m p o s a n t E n s e m b le H a s_ a + 1 FB _M écanique “L iaison” E n v e lo p p e M a té ria u C .G ra v ité : p o in t V o lu m e : re a l D é s ig na tio n E , G ,ρ, ν , λ H a s_ a C o m p o rte m e n t T e n se ur d e C o ntr a inte H a s_ a H a s _ a T y p e Is_ a H a s_ a + 1 +1 +1 R ep ré s e n ta tio n (S /D ) G é o m é trie R e p ré s e nta tio n (S /D ) S T : S o lu tio n T e ch n iq u e.F .S
H a s_ aF .C
H a s_ a S T G : S o lu tio n T ec h n o lo g iq u e. F S : F o n c tio n d e S e rv ice , F C :F o n c tio n C o n tra in te , F 0 : F o n ctio n O p é ra to ire .S u rfa c e F o n c tio n n e lle
F o r m e : g e o m R e p èr e , R ug os ité , … . H a s_ a +1 T e n se ur d e D é for m a tio n L oi. c o m p o r te m e n t
Figure 15. Diagramme objet OMT des modèles technologiques et techniques
Ce diagramme spécifie les concepts de chacun des nivaux de modélisation, technologique et technique, ainsi que les relations entre ces concepts. Au niveau fonctionnel, les fonctions de service et les fonctions contraintes se traduisent par des fonctions opératoires. Cependant, ces dernières, s’expriment au niveau technologique, selon le mécanicien, par des solutions technologiques construites à partir de fonctions de base mécaniques. Ces fonctions de base sont caractérisées par une représentation symbolique, un principe technologique et un comportement. Au niveau technique, à chaque fonction de base correspond une solution technique caractérisée par des formes fonctionnelles appartenant à différents composants mécaniques. Chaque composant est caractérisé par une enveloppe, un matériau et un comportement. L’enveloppe est constituée de formes fonctionnelles et de formes complémentaires.
Dans ce qui suit, les principaux concepts du modèle proposé sont détaillés, en se limitant aux deux domaines technologique et technique caractérisés par une forte interaction entre les processus de conception et de calcul.
2.1.1. Les concepts du domaine technologique
A ce niveau de modélisation, l’interprétation mécanicienne des exigences fonctionnelles est représentée en terme de solutions technologiques. Les principaux concepts de ce domaine sont illustrés dans le tableau 1.
Concept Définition Solution technologique
Une solution technologique décrit une transformation d'énergie et/ou de mouvement ou une structure. elle exprime les relations entre les différents éléments mécaniques et leur environnement. Une solution technologique est représentée de manière symbolique. Fonction de base
Une fonction de base assure de manière autonome et spécifique à un métier, la réalisation d’une fonction particulière du produit ou de l’un de ses composants. Les fonctions de base spécifiques au point de vue mécanique concernent les liaisons mécaniques (glissière, pivot, rotule, encastrement …)
Principe technologique Un principe technologique permet de préciser différents moyens candidats pour satisfaire une fonction de base sans présumer de formes ou de matériaux particuliers.
Tableau 1 : Les concepts du domaine technologique 2.1.2. Les concepts du domaine technique
Les solutions techniques associées aux concepts du domaine technologique ont pour but d’associer une description matérielle aux modèles technologiques. Cette dernière est caractérisée par une morphologie et des paramètres technologiques et dimensionnels. Les principaux concepts du domaine technique sont illustrés dans le tableau 2.
Concept Définition Solution technique
Ce concept modélise l'ensemble des solutions physiques (forme, matériau, ...) permettant de matérialiser les principes technologiques associés aux fonctions de base définies dans le modèle technologique.
Forme fonctionnelle
Une forme fonctionnelle est une forme géométrique, engendrée par une solution technique associée à l’une des fonctions de base du modèle technologique
Forme complémentaire
Une forme complémentaire ne matérialise pas une fonction de base, elle ne participe qu’indirectement aux fonctions technologiques du produit. Elle doit satisfaire les contraintes de résistance, de fabrication et d’assemblage de ces composants.
Enveloppe
Ce concept caractérise l’espace occupée par un composant élémentaire. L’enveloppe de chaque composant mécanique est constituée par des formes géométriques orientées par rapport à la matière et raccordées les unes aux autres. Matériau Le matériau définit les caractéristiques physico-chimiques d’un composant mécanique (module d’élasticité, résilience,
etc.)
Comportement Ce concept permet de décrire le comportement des composants via les tenseurs de contraintes et de déformations
Tableau 2. Les concepts du domaine technique
L’ensemble des concepts précédemment exposés (technologique et technique) révèle des significations universelles permettant d’unifier le langage entre les acteurs intervenant dans les deux processus de conception et de calcul. La sémantique associée à chacun de ces concepts assure néanmoins une interprétation selon d’autres points de vue, notamment la fabrication et l’assemblage.
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Dans les paragraphes suivants, nous présentons la partie mise en œuvre informatique des modèles proposés.