Portfolio-BUT-GMP-HB_S5-6

HEITZ Benjamin

Portfolio BUT GMP S3-S6

S3-S4

S5-S6

Sommaire

Sommaire general:

• Présentation personelle

• S3-S4: Voir

• S5-S6:

• Compétences et activitées correspondantes

• SAE 5.1/6.1: Ilot Robotisé

• SAE 5.2: Confrontation mesures expérimentales et Simulation Numérique

• SAE 6.2: Expérience de Réalité Augmentée d'une fraiseuse Commande Numérique

Présentation personelle

Sommaire:

Qui je suis?

Ma personnalité, mes qualités, mes défauts

Mon parcours

Mes centres d'intérèt

Mes projets

Présentation personelle

Qui je suis?

Je m’appelle Benjamin HEITZ, j’ai 21 ans, je suis étudiant en 3e année de BUT GMP, et ceci est une courte présentation de ma personnalité, mon parcours, mes passions et enfin mes projets pour l’avenir.

Présentation personelle

Ma personnalité, mes qualités mes défauts:

Ma personnalité:

Je suis quelqu'un qui aime travailler en équipe, réfléchir à un problème, discuter de solutions. Pour se faire je suis curieux et immaginatif, mais aussi perfectionniste. Je suis généralement enthousiate et jovial, et j'essaie autant que possible d'étre accessible et aidant avec les autres, en toute honnétetée.

Mes défauts:

Mes qualités:

• Parfois trop perfectionniste

• facilement distrait
• parfois trop honnéte, trop crédule
• Impulsif

• D'humeur changeante

• Consciencieux
• Pragmatique
• Curieux
• Honnète

• Energique
• Jovial
• Enthousiaste

• Peut mémoriser beaucoup en peu de temps

• Pointilleux
• Réaliste
• Immaginatif

Présentation personelle

Mon parcours:

BUT Génie Mécanique et ProductiqueDepuis septembre 2021 IUT Mulhouse 61 Rue Albert Camus, 68200 Mulhouse

CPGE Physique Chimie et Sciences de l’Ingénieur (1re année) De septembre 2020 à juin 2021 Lycée Albert Schweitzer 8 Bd de la Marne, 68200 Mulhouse

BAC général filière S SVT Juillet 2020 Lycée Jean-Jacques Henner 20 Rue de Hirtzbach, 68130 Altkirch

Présentation personelle

Mes centres d'intérèt

Ecouter de la Musique: Rock, metal, folk, classique, country...

Visionner des films et séries

Regarder des reportages animaliers

Présentation personelle

Mes projets:

Dans ma vie personelle comme au travail, j'aimerais laisser une marque sur le monde, à ma manière. Faire quelque chose d'utile à ma communauté et à ma civilisation.

Professionelement:

C'est pourquoi, sur le plan professionel, j'aspire à peut étre, un jour, participer à une innovation, une découverte, une révolution, quelque chose d'important qui marquera l'histoire.

Personnelement:

Bien que je sois curieux de nature, je suis quelqu'un qui apprécie la stabilité. C'est pourquoi, à terme, je souhaiterais batir une famille et avoir des enfants à qui je pourrais transmettre les valeurs qui me semblent importantes pour batir une société saine.

SAE 5.1/6.1

Tronc commun

Compétences

SAE 5.2/6.2

Parcours SNRV

Compétences et activitées correspondantes: S5-S6

• C1: Spécifier

• C2: Développer

• SAE de tronc commun: Phase de choix des solutions (FAST, matrice de décision)

• SAE de tronc commun: Phase d'étude du projet

• C3: Réaliser

• C4: Exploiter

• SAE de tronc commun: Conception Creo et mise en plan

• Essais Coque SAE 6.1

• C5: Virtualiser (parcours SNRV)

SAE 5.2: Confrontation mesures expérimentales et Simulation Numérique

SAE 6.2: Expérience de Réalité Augmentée d'une fraiseuse Commande Numérique

SAE 5.1/6.1: Ilôt robotisé: (tronc commun)

• Définition du sujet

Au cours de cette Situation d'Apprentissage et d'Enseignement, nous avons eu l'occasion de réaliser la conception d'un Ilot Robotisé visant à assembler des coques en PLA sur des médaillons en alluminium. Ce système as été penssé comme un démonstrateur pour le département GMP lors des portes ouvertes de l'IUT de Mulhouse dans les années futures. C'était un projet assez particulier pour nous pour plusieurs raisons:

• Nous devions construire tout le système autour du robot UR 5, ce que nous n'avions jamais fait au par avant.
• Nous avions donc a concevoir 3 postes: stockage des coques/médaillon, assemblage, réception et présentation des pièces assemblées.En plus de ca se rajoutait la conception d'un sytème de préhenseur ainsi que des coques en elle même.
• Le système ayant un but de démonstrateur pour les visiteurs, il y avais une considération esthétique bien plus poussée que sur nos autres projets/études.

• Le travail as donc été réparti de la facon suivante entre les 3 binômes du groupe:

• Mon binôme était chargé de réaliser la conception du poste d'assemblage, ainsi que celle de la coque
• Le binôme chargé du poste de présentation devait aussi réaliser le préhenseur
• Et enfin le troisème binôme était chargé du poste de stockage, qui est assez complexe en lui-même

Nous devions donc concevoir plusieurs systèmes différents mais dépendants les uns sur les autres. C'est pourquoi, la première partie du travail as été réalisé en commun. Nous avons ensuite travaillé séparément sur nos parties respectives, tout en discutant entre nous et en particulier des choix qui influent sur tout le système. C'est ce que nous alons dévelloper au travers des 4 compétences du programme et les phases correspondantes du projet.

C1: SPécifier

Menu Compétences

C1: Spécifier

Spécifier les exigences technico-économiques industrielles:

• Compétences/Composantes Essentielles (CE):

• CE1.01: En répondent au besoin d'un client national et/ou intemational
• CE1.02: En déterminant les caractéristiques correspondant au besoin
• CE1.03: En traduisant de façon pertinents et exhaustive les caractéristiques attendues en exigences techniques
• CE1.04: En mettant en oeuvre une méthodologie adaptée
• CE1.05: En situant la valeur ajoutée des exigences par rapport à l'existant

• Apprentissages Critiques (AC) en BUT3:

• AC31.01: Identifier les contraintes réglementaires et budgétaires du système/produit
• AC31.02: Identifier les spécificités rencontrées tout au long du cycle de vie du produit/système
• AC31.03: Structurer un cahier des charges contractuel d'un système complexe en autonomie

• En pratique:

• SAE de tronc commun: Phase d'étude du projet

C2: Développer

Menu Compétences

C1: Spécifier

Cette compétence est illustrée au travers de la SAE 5.1. Pour avoir le contexte de l'étude, voir la fiche de présentation de la SAE.

Afin de pouvor établir le cahier des charges de notre système, nous avons du réaliser en commun une Etude du Besoin pour caractériser les attendus du système vis a vis de son environement et de son utilisation.

• Diagramme Bete à Corne (commun)

On définis schématiquement à qui sert le système, pour agir sur quoi (ou en l'occurence qui) et de quelle facon. Cella nous permet de poser clairement le but de la conception, qui va influer la suite du projet sur tout les aspects: Recherche de précision ou non, d'optimisation ou de simplicité? L'esthétique est elle as prendre en compte pour le public cible? etc.

plus de détails sur le Bete à Corne

• Diagramme Pieuvre (commun)

On peut alors identifier l'ensemble des éléments qui interagissent avec le système dans son environement de fonctionnement, et vont donc l'affecter à des degrés différents. Cella inclus les interacteurs évident comme la cible du système, ici les visiteurs, mais également d'autres interacteurs moins évidents qui influent implicitement sur la réalisation du projet. Le but étant d'expliciter toutes les interactions du système pour en déduire l'ensemble des contraintes qui s'appliquen sur celui ci au cours de ces différentes phases de vie. On traduis ces dernières sous forme de fonctions de contrainte, a contrario de la fonction principale qui définis l'utilisé primaire et principale du système.

plus de détails Diagramme Pieuvre

Exemple: Diagramme des Interacteurs du système

C1: Spécifier

Cette compétence est illustrée au travers de la SAE 5.1. Pour avoir le contexte de l'étude, voir la fiche de présentation de la SAE.

• Cahier des charges fonctionnel (commun)

Une fois les différentes fonctions définies, il restait à définir pour chacune des critères de réalisation, des niveaux quantifiables pour les qualifier, et enfin les flexibilitées sur l'obtention de ses derniers. Cella permet de vérifier que l'ensemble des fonctions sont évaluables de facon objective dans la suite du projet, selon des critères chiffrés/quantifiables définis dès le départ. Les niveaux permettent également de poser des limites, en taille/poids et cout par exemple, à la conception du système. Enfin, la notion de flexibilité nous permet d'indiquer l'importance relative ou non des différents critères pour le réalisation correcte la fonction associée

Cahier des charges fonctionnel établi

• Changements de fonctions (binome)

Notre groupe as alors choisi de modifier légèrement certaines fonctions pour les deux parties du système que nous étions chargé de concevoir (ilot d'assemblage et coque). (en bleu) Nous avons considéré que cella permet de mieux préciser les fonctions visées par l'élément concerné lors de la recherche de solutions. Nous avons également décidé de ne pas directement prendre en compte certaines fonctionnnalités, soit parce qu'elle ne sont pas liées a l'élémnt concerné (en jaune) , soit parce qu'elle sont l'affaire de tout le système (orange). Enfin nous avons ajouté certaines fonvtions (en rouge) considérées nécessaires pour juger du bon fonctionnement de l'élément concerné.

Tableaux de changements complets

Exemple: Changement de fonctions de l'Ilot d'Assemblage

C1: Spécifier

Cette compétence est illustrée au travers de la SAE 5.1. Pour avoir le contexte de l'étude, voir la fiche de présentation de la SAE.

• Graph des interactions des éléments (individuel)

On en tire donc les Graph pieuvre/des Interacteurs légèrement modifiés de l'Ilot et de la coque.

Cahiers des charges fonctionnels de l'Ilot et de la coque

• Analyse Réflexive:

Ce que je retiens de positif de cette activité est l'utlité très nette des méthodes du diagramme Bete à Cornes et du diagramme des Interacteurs/pieuvre pour cibler précisément les problématiques et les critères de réalisation. Seulement, et c'est mon défaut, j'ai sans doute chercher à trop préciser les fonctions de chaque système, ce qui m'as valu une perte de temps considérable à itérer les versions des graphiques qui au final différent très peu de la version originale.

Exemple: Diagramme des Interacteurs de la coque

J'ai aussi trouvé assez difficile de définir des critères quantifiables en niveaux strics. Je trouve que c'est assez réducteur et donc limitant quand on cherche à définir ce qui permet le bon fonctionnement du système, même si je comprend tout à fais la nécessité d'avoir des bases de jugement objectives.

C2: Développer

C2: Développer

Dévelloper la solution conceptuelle

• Compétences/Composantes Essentielles (CE):

• CE2.01: En respectant les exigences d'un cahier des charges
• CE2.02: En identifiant des solutions techniques viables, économiquement conformes au CdC
• CE2.03: En validant chaque solution de façon pertinente
• CE2.04: En classifiant les solutions selon des critères justifiés et chiffrés
• CE2.05: En formalisant la démarche à accomplir avec des outils pertinents
• CE2.06: En adoptant une démarche collaborative

• Apprentissages Critiques (AC) en BUT3:

• AC32.01: Analyser les caractéristiques d'un système complexe en détectant les incohrérences/manques
• AC32.02: Simplifier les solutions les plus pertinentes pour améliorer leurs performances
• AC32.03: Optimiser les solutions les plus pertinentes au regard de l'ensemble des critères technico-économiques

• En pratique:

• SAE de tronc commun: Phase de choix des solutions (FAST, matrice de décision)

C1: Spécifier

C3: Réaliser

C2: Développer

Cette compétence est illustrée au travers de la SAE 5.1. Pour avoir le contexte de l'étude, voir la fiche de présentation de la SAE.

Une fois le cahier des charges de notre système établi, nous avons eu à traduire les exigences techniques en un choix de solutions. Nous avons ensuite du dévelloper et ittérer ces solutions pour obtenir un résultat satisfaisant.

• FAST

Nous réalisons la décomposition des fonctions techniques primordiales, ce qu'on as besoin que le système fasse, en une multitude de fonctions technqiues "filles" qui permettent de définir plus précisément ce que chaque partie du système doit accomplir pour assurer un bon fonctionnement global. Cella nous permet de mieux définir la composition globale du système. En précisant encore ces fonctions techniques, on finis par arriver à des fonctions techniques "élémentaires" qui permettent de définir le fonctionnement du système en précision. Cella nous permet alors d'envisager différentes solutions pour répondre à chacune de ses fonctionnalitées. Nous nous assurons ainsi de ne pas oublier une fonctionnalité essentielle du système et que la solution retenue serra bien la plus pertinente. Pour plus de compacité, nous avons choisi de réaliser nos FAST sous forme d'un tableau excel. (Forme ci-contre)

Pour plus de détails et les FAST lisibles

C2: Développer

Cette compétence est illustrée au travers de la SAE 5.1. Pour avoir le contexte de l'étude, voir la fiche de présentation de la SAE.

• Matrices de décision (Ilot d'Assemblage)

Partant des solutions techniques issues du FAST de l'Ilot d'Assemblage, nous avons alors du les classer pour déterminer les meilleure solutions. Pour ce faire, nous avons réalisé des "Matrices de décision" ou l'on donne une note a chaque solution suivant plusieurs critères coefficientés selon leur importance relative à la fonction. L'analyse des scores nous permet alors de visualiser si une solution est drastiquement meilleure que les autres ou si plusieurs solutions s'équivalent. Dnas ce second cas, on pourras se permettre de choisir la solution qui s'accordre le mieux avec les autres solutions retenues.

• Choix de la coque

A contrario pour le choix de la coque, nous avons décidé de ne pas passer par une matrice de décision mais de réaliser directement une série de tests sur différentes versions de la coque. En effet, la coque étant (avec le médaillon) la pièce qui va impacter l'ensemble du système, nous avons jugé qu'il était primordial de fiabiliser sa conception le plus rapidement possible. De plus, la pièce est simple et donc très peu onéreuse puisque réalisée en impression 3D (Cout matière estimé autour des 10 cent/coque dans la suite de l'étude)

Pour plus de détails et les Tableaux lisibles

C2: Développer

Cette compétence est illustrée au travers de la SAE 5.1. Pour avoir le contexte de l'étude, voir la fiche de présentation de la SAE.

• Analyse Réflexive:

Je pensse après coup que j'ai trop "poussé le vis" de la démarche FAST en rajoutant un troisième rang de sous fonction technique. D'autant plus que j'ai plus ou moins forcé la main de mon binome qui aurais voulu faire quelque chose de plus simple... Cella as rendu beaucoup plus difficile de classer différentes solutions dans chaque sous sous fonction, et au final on se retrouvais souvent à classer comme solutions différentes des parties différentes d'une seule solution qui ne sont pas vraiment séparables entre elle... Je pense que c'est simplement mon manque d'expérience sur ce type d'étude, qui plus est en autonomie, qui me pénalise ici. Mais ce que je regrette le plus clairement sur cette phase du travail est de ne pas avoir pris le temps de réalier des schémas explicatif des différentes solutions. Au moment ou nous avons réalisés le travail, la forme de la solution me parraissais évidente et la dénomination suffisament claire. Néanmoins, les enseignants n'étaient pas tout à fait de cet avis... Et il est vrai que plusieurs mois après je doit faire un effort pour me rappeler ce qui correspond à quoi. C'était donc clairement une mauvaise décision aussi bien d'un point de vue de présentation que d'archivage du travail.

C3: Réaliser

C3: Réaliser

Concrétisser la solution technique retenue:

• Compétences/Composantes Essentielles (CE):

• CE3.01: En définissant totalement une solution fonctionnelle et opérationelle
• CE3.02: En transformant la solution préliminaire en une solution industrielle optimale respectant l'ensemble des exigences technico-commerciales
• CE3.03: En élaborant des documents métiers caractérisant la solution
• CE3.04: En s'appuyant sur les normes pour respecter la réglementation

• Apprentissages Critiques (AC) en BUT3:

• AC33.01: Choisir l'ensemble des solutions techniques les mieux adaptées aux contraintes de réalisation
• AC33.02: Mettre en oeuvre les outils métiers adaptés pour produire une solution complexe optimale au regard du cahier des charges initial
• AC33.03: Elaborer un dossier technique exhaustif pour les pièces/systèmes complexes en mettant en oeuvre les outils métiers.

• En pratique:

• SAE de tronc commun: Conception Creo et mise en plan

C2: développer

C4: exploiter

C3: Réaliser

Cette compétence est illustrée au travers de la SAE 5.1/6.1. Pour avoir le contexte de l'étude, voir la fiche de présentation de la SAE.

• Conception de la coque - Maintiens:

Bien que la coque soit une simple pièce réalisée en impression 3D, ne nécessitant pas de cotes précises ou d'ajustements par exemples, sa conception était tout de même assez particulière pour nous. En effet, c'était la première fois que nous concevions une pièce qui devais pouvoir se déformer. En effet, notre coque doit maintenir les médaillons floqués GMP, et elle doit donc pouvoir se déformer pour permettre l'assemblage. Pour étre sur du maintiens du médaillon, nous sommes partis au départ sur un maintiens par obstacle, avec une forme de "clips" pour maintenir le médaillon en place au millieu de la coque. Cella aurais aussi permis de garantir le maintiens en guardant de faibles jeux pour tenir compte des écarts entre les pièces aux quels on peut s'attendre en impression 3D.

C3: Réaliser

Cette compétence est illustrée au travers de la SAE 5.1/6.1. Pour avoir le contexte de l'étude, voir la fiche de présentation de la SAE.

• Conception de la coque - Maintiens:

Néanmoins nous avons trouvé que ce type de structure était souvent trop fragile et cassant.Malgré ca l'insertion du médaillon était dure puisqu'il fallait beaucoup déformer les clips pour permettre le passage du médaillon. Et si l'on prend des clips plus épais pour une meilleur solidité, l'effort d'assemblage est encore plus élevé et deviens ingérable. Nous avons donc finalement opté pour une solution de maintiens par adhérence, ou la coque est beaucoup plus légèrement écarté pour l'assemblage et se resserre ensuite sur le médaillon pour le maintenir.

Principe du serrage

• Conception de la coque - Forme extérieure et esthétique:

Le design de départ n'étant pas très atrayant esthétiquement, nous avons repris l'idée précédente de la forme d'engenage. C'est une forme qui évoque aisément la mécanique, donc le GMP, et par pur hasard également la ville de Mulhouse ou se situe notre département.Pour poussez encore plus loin l'image de l'engrenage, Nous avons également décidé d'ajouter un trou au millieu de la face arrière, ainsi que des formes représentant des cannelures.

Détails de la conception ethétique

C3: Réaliser

Cette compétence est illustrée au travers de la SAE 5.1/6.1. Pour avoir le contexte de l'étude, voir la fiche de présentation de la SAE.

• Conception de la coque - Couleurs:

Nous avons eu l'occasion d'éssayer un bon nombre de couleurs de PLA au fil des impressions. Nous avons décidé de rester sur notre choix initial de BLEU BLANC ROUGE, tout bonnement pour symboliser la France. De plus, les 3 couleurs rendent plutôt bien à l'avis du groupe. On pourrais sans problème imaginer de rajouter d'autres couleurs, comme le noir, mais cella demanderais une expension du système de stockage et compliquerais la logistique.

• Conception de la coque - Mise en plan:

Enfin, nous avons réalisé la mise en plan de la coque retenue. Ce c'est pas vraiment utile pour cette pièce, puisqu'elle est réalisée en impression 3D. La mise en plan est donc surtout utile pour expliquer la conception de la pièce. Le volume de la coque nous as également permis de déterminer que le cout matière serait d'environ 10 centimes par coque.

Mise en Plan

C3: Réaliser

Cette compétence est illustrée au travers de la SAE 5.1/6.1. Pour avoir le contexte de l'étude, voir la fiche de présentation de la SAE.

• Conception de l'Ilot d'Assemblage:

Nous sommes partis d'une conception visant à étre fabriqué en impression 3D. D'ou les arcs de cercle sortant du profil qui seraient beaucoup plus difficiles à obtenir en usinage. Pour garantir l'intégrité du support au cours de l'assemblage malgré les efforts appliqués, nous sommes ensuite passés à une conception basée sur l'usinage d'une plaque en aluminium. Nous avons donc redessiné le support pour réduire la quantité de matière a usiner sur le bloc pour éviter les pertes de matière inutiles. Et enfin, sous le conseil des enseignants, nous avons penssé a la mise en position du support sur la plaque de base, qui serra réalisée par 4 piges.

Plus de Conceptions

C3: Réaliser

Cette compétence est illustrée au travers de la SAE 5.1/6.1. Pour avoir le contexte de l'étude, voir la fiche de présentation de la SAE.

• Analyse réflexive:

Ce que je retiens de cette phase de conception est une certaine embivalance. D'un coté, ce sont des pièces externes à tout mécanisme et présentant au final peu d'interactions fonctionelles. Il n'y a donc pas besoin d'avoir d'ajustements, de cotations précises etc. D'un autre coté, devoir travailler avec un matériau plastique facilement déformable comme le PLA et même utiliser cette déformation à notre avantage as été une expérience assez particuluère dans notre cursus, et je pense intéressante pour diversifier notre expérience qui se limite a l'acier et à l'alu le plus clair du temps. Si je devrais faire une autocritique sur le travail que l'on as réalisé, ce serrait clairement que l'on as trop "tatonné" sur la conception de la coque, sans vraiment avoir d'idée claire de ce qu'on voudrais obtenir. Le résultat étant que l'on as imprimé sans doute une petite quarantaine de coques pour obtenir un design relativement probant.

C4: exploiter

C4: Exploiter

Gérer le cycle de vie du produit et du système de production:

• Compétences/Composantes Essentielles (CE):

• CE4.01: En assurant la gestion et la tracabilité des flux physiques et de données
• CE4.02: En valorisant les données collectées pour les traduire en consignes de pilotage cohérentes
• CE4.03: En appliquant une démarche performante d'amélioration continue
• CE4.04: En vérifiant et maintenant une qualité optimale d'un point de vue économique et technique
• CE4.05: En s'appuyant sur des procédures et des standards

• Apprentissages Critiques (AC) en BUT3:

• AC34.01: Définir, sélectionner les données pertinentes
• AC34.02: Collecter les données en autonomie et mettre en oeuvre la mesure des données en vue de leur analyse
• AC34.03: Diagnostiquer les facteurs qui impactent la performance d'un système/produit/procédé
• AC34.04: Engager des actions pertinentes par rapport à l'objectif de performance
• AC34.05: Gérer le cycle de vie des données techniques en assurant leur tracabilité

• En pratique:

• Tests de compression assemblage Coque SAE 6.1

C3: Réaliser

C5: virtualiser

C4: Exploiter

Cette compétence est illustrée au travers de la SAE 6.1. Pour avoir le contexte de l'étude, voir la fiche de présentation de la SAE.

La conception de notre Ilot d'Assemblage comme un simple support part du principe que c'est le robot qui viens appliquer l'effort nécessaire à l'assemblage Afin d'assurer que le robot est en mesure de fournir l'effort nécessaire à l'assemblage, nous avons donc cherché à le déterminer.

• Assemblage du médaillon et de la coque - Essais masselotes

Comme nous avions déjà imprimé plusieurs échantillons de coques, nous penssions au départ tester l'effort nécessaire pour enfoncer le médaillon en aposant des masselotes de poids connu sur le médaillon jusqu'à ce qu'il rentre dans la coque. Nous avons également fait attention à utiliser divers supports pour que l'appuye se fasse bien sur le médaillon et non pas sur la coque directement. (Exemple ci-contre d'un support à 3 points de contact imprimé en 3D)

Malgré cella, nous obtenions des résultats assez peu probants. En effet, les essais nous donnaient des variations de plusieurs N d'un essaie à l'autre, avec des valeurs qui nous semblaient excecives. Quelque fois le médaillon s'enfoncais avec une dizaine de N, mais en général il fallait mettre toute la pile des masselotes disponibles, soit plus de 30 N, et le médaillon ne s'enfoncait toujours pas. (voir ci contre, de bas en haut: masselotes de 5, 3, 2 et 1 N respectivement)

Autres supports testés

Pourquoi ces résultats?

C4: Exploiter

Cette compétence est illustrée au travers de la SAE 6.1. Pour avoir le contexte de l'étude, voir la fiche de présentation de la SAE.

• Assemblage du médaillon et de la coque - Essais sur machine de Traction compression

Partant des résultats peu concluants obtenus avec les masselotes, nous avons réalisé des tests sur la machine de traction-compression du département SGM. Nous avons créé pour l'occasion 6 designs de coques qui différaient par la forme intérieure qui maintiens le médaillon, pour voir si l'on pouvais rafiner le maintiens de la coque Nous avons imprimé puis testé 4 coques du type de base vu précédemment, et 2 pièces de chaque pour les 5 autres pièces, en répartissant équitablement les pièces de chaque type entre deux imprimantes 3D. Cette fois ci, le déplacement étant imposé à la verticale et les deux plateaux parralèles, nous n'aviosn pas les problèmes vu précédemment en plus de jouir d'une bien meilleure précision de mesur. Il n'y a donc aucune raison que les résultats obtenus soient éronnés, et nous étions donc confiants d'obtenir des résultat satisfaisants.

Seulement, dès les premiers essais nous avons remarqué que si le comportement observé est consistent, les valeurs maximales atteintes entre différentes coques du même type, et même lorsqu'elle sont issues de la même machine C'est également ce qu'a confirmé l'analyse des données que l'on as réalisée par la suite. La conclusion que l'on peut en tirer est que la nature de l'impression 3D engendre inmanquablement des variations non négligeables sur les dimensions fabriqués, qui elle même se traduisent par des différences parfois consisérables sur les efforts appliqués à l'assemblage.

Résultats obtenues, analyse et inteprétation

Les courbes de données qui ont été tracées et exploitées

C4: Exploiter

Cette compétence est illustrée au travers de la SAE 6.1. Pour avoir le contexte de l'étude, voir la fiche de présentation de la SAE.

• Assemblage du médaillon et de la coque - Tentatives de détermination par Simulation Numérique

En parralèle des essais physiques, nous avons également éssayé tout au long du projet de réaliser des Simulation Numérique des efforts d'assemblage. Nous avons tenté d'utiliser les modules Simulate et Mécanismes de Creo 10, mais ne sommes pas arrivés à réaliser une simulation qui donne des résultats intéressants dans le temps imparti. J'aurais aimé pouvoir y consacrer plus de temps, mais nous avons été limités par le temps que nous devions consacré au reste du projet.

• Analyse Réflexive

Ce que je retiendrais en premier lieu de cette activité serais, encore une fois, que travailler avec un matériau plastique déformable pour une pièce réalisée en impression 3D as été une totale découverte pour nous. Nous ne sommes pas habitués à avoir autant de variations entre différentes unités de pièces sur des échantillons aussi faibles. En mécanique sur des pièces en acier ou en alu, un suivi statistique de la production fait réellement sens pour des variations qui se comptent en centième voir en millième, sur des séries de quelque dizaine à plusieurs milliers. En impression 3D, comme nous avons peu le voir au travers de nos tests, on peut avoir des vairations beaucoup plus significatives sur des échantillons très réduits, simplement d'une pièce à la suivante en sortie de la même machine sans dérèglage. De ce fait je pense que nous avons vraiment pris le problème à l'envers en cherchant une conception de coque qui permet de réduire l'assemblage, la ou nous aurions d'abbord du chercher les géométries et les paramétres qui permettent de stabiliser les efforts d'une coque à la suivante, et ensuite seulement de modifier les solutions pour arriver à un effort d'assemblage qui nous parrais acceptable pour le robot. Il en résulte qu'une fois arrivé à la fin du projet nous ne sommes pas en mesure de fournir un design de coque qui permet un assemblage stabilisé, ce que je regrette. Nous ne sommes pas non plus en mesure de donner un ordre d'idée de l'effort à appliquer par le robot, mais nous penssons néanmoins que l'effort serait trop important, et il faudrais donc rajouter un système d'application d'effort dans l'ilot d'assemblage directement, ce qui prouve également que notre hypothése de départ était mauvaise.

C5: virtualiser

C5: Virtualiser (parcours Simulation Numérique Réalité Virtuelle)

Virtualiser un produit mécanique ou un process du concept au jumeau numérique selon les besoins de l'usine du futur

• Compétences/Composantes Essentielles (CE):

• CE5.01: En concevant un modèle idéalisé de la réalité
• CE5.02: En choisissant une modélisation adaptée au besoin
• CE5.03: En validant le modèle par une approche expérimentale vs théorique
• CE5.04: En effectuant une optimisation pertinente

• Apprentissages Critiques (AC) en BUT3:

• AC35.01: Déduire pour les cas simples, les limites de la simulation par une confrontation au réel
• AC35.02: Interpréter les résultats de la situation mise en oeuvre
• AC35.03: Echanger des données entre différents systèmes numériques
• AC35.04: Comprendre les couplages réels/virtuel, virtuel/réel (calibration, ajustement physique et virtuel...) et les jumeaux numériques

• En pratique:

Cette compétence as été dévellopée directement au cours de l'année au cours des deux SAE du parcours SNRV, qui contrairement a la SAE de tronc commun forment deux SAE distinctes. Afin d'éviter de séparer les informations inutilement ou les redites, et donc par soucis de clarté, je vais dévelloper directement ces deux SAE et donner mon analyse rélfexive par SAE.

SAE 5.2: Confrontation expérimental et Simulation Numérique

C4: Exploiter

SAE 6.2: Réalité Augmentée d'une fraiseuse Commande Numérique

SAE 5.2:Confrontation mesures expérimentales et Simulation Numérique: (parcours SNRV)

• Définition du sujet

L'objet de cette Situation d'Apprentissage et d'Enseignement était de réaliser une modélisation d'un système physique pour réaliser une simulation correspondant à son cas d'usage, et par la suite de comparer les valeurs obtenues aux résultats de tests réels qui ont été effectués sur cette même pièce. Le but de la démarche étant de mettre en évidence les différences entre ces deux types d'étude et de pouvoir comparer leurs avantages et leurs spécificités respectives. Dans notre cas, nous étions chargé de l'étudié d'une pièce porte fil qui est utilisée sur une machine de tests de friction au Laboratoire de Physique et Mécanique Textile (LPMT) de l'UHA. La pièce étant réalisée en impression 3D, le matériau polymére utilisé as une résistance assez faible, et les contraintes dues à l'effort de contact des fils risquent de générer des déformations non négligeables de la pièce, ce qui fausserait complètement les tests de friction.

Pourquoi cette modélisation ?

Diaporama de présentation du sujet pour en savoir plus sur le contexte

C4: Exploiter

SAE 6.2: Réalité Augmentée d'une fraiseuse Commande Numérique

SAE 5.2:Confrontation mesures expérimentales et Simulation Numérique: (parcours SNRV)

• Modélisation des restrictions et des efforts

Pour coller au plus près à la réalité, nous modélisons une restriction sur le trou au centre du support, qui correspond à la goupille collée sur le système réel. (fleches violettes) Nous modélisons alors les charges réelles d'utilisation sur les surfaces ou le fil est collé.(fleches jaunes) On fait attention a bien appliquer la valeur compléte de l'effort des deux cotés, et non pas la moitié de sa valeur.

• Définition du maillage et des analyses

Avant de pouvoir lancer la simulation, nous devons encore paramétrer le maillage, c'est à dire le "découpage" de la pièce en petits élément dont le logiciel va étudier le comportement au cours de la simulation. (C'est le principe des éléments finis) On définis également le matériau de la pièce, ici du PLA. En effet, il faut que le logiciel connaisse les propriétés mécaniques propres au matériau utilisé pour pouvoir modéliser le comportement de la pièce sous le modèle de charge appliqué.

Explications Maillage et Analyses

SAE 5.2:Confrontation mesures expérimentales et Simulation Numérique: (parcours SNRV)

• Résultat des simulations

Les résultats obtenus à l'issu de la simulation peuvent étre visualisés de différentes facons. Nous nous sommes principalements intéressés aux contraintes présentes dans la pièce, et en moindre mesure aux déformations et déplacements qu'elles engendrent. Les contraintes sont particulièrement importantes car si elles dépassent ce que le matériau est cabale de supporter, Nous modélisons alors les charges réelles d'utilisation sur les surfaces ou le fil est collé.(fleches jaunes) On fait attention a bien appliquer la valeur compléte de l'effort des deux cotés, et non pas la moitié de sa valeur.

• Valeurs obtenues

Nous avons d'abord effectué les simulations correspondant aux efforts de fonctionnement de 0,15 mN et 3,5 mN, qui sont très faible. Néanmoins, comme nous alons le voir, les déplacement de plusieurs mm imposés lors des tests physiques nous ont donné des mesures d'efforts beaucoup plus élevés. Nous avons donc du refaire une série de mesures avec des efforts de 5,10,15 et 20N pour avoir un point de comparaison plus proche On peut toute fois noter que la simulation restant identique, la seule qui changeras en fonction de la valeur des efforts appliqués serra les valeurs des données mesurées en sortie. Comme on peut le voir ci-contre, le profil des déformations est exactement le même.

Résultats des Simulation Numériques

SAE 5.2:Confrontation mesures expérimentales et Simulation Numérique:

(parcours SNRV)

• Interprétation des mesures physiques

Pour effectuer les mesures physiques, nous sommes allés avec les enseignants au département SDM pour utiliser leur machine de traction-compression, qui permet d'imposer une vitesse de déplacement sur divers supports pour venir compresser une pièce et mesurer l'effort généré. Pour affiner le résultat, nous avons effectué l'essai deux fois, ce qui signifie deux exploitations. Pour le second essai nous avons obtenu une belle droite presque parfaitement linéaire et passant par 0, qui nous donne donc un coefficient entre la déformation et l'effort que nous avons peu utiliser dans notre domparaison.

Détails de l'exploitation

• Comparaison entre les mesures physiques et la simulation

Finalement, nous avons peu réaliser la comparaison entre les mesures réalisées physiquement et les données calculés par Simulate sur les différentes simulations. Si on obtient bien 3 belles droites passant par 0, on as en revanche des coefficients très différents qui se traduisent par des valeurs d'efforts très différentes elles même. Et comble, la modélisation par surface, censé se rapprocher au mieux des essais physiques, donne les plus gros écarts avec ceux ci...

Détails de la comparaison

SAE 5.2:Confrontation mesures expérimentales et Simulation Numérique:

(parcours SNRV)

Pour voir toutes les étapes de l'exploitation des courbes et un peu plus de détails sur la modélisation et les simulations numériques effectuées:

Fichier de l'exploitation des courbes

Diaporama de la Soutenance Finale

• Analyse rélfexive

S'il y a une chose que je regrette dans cette SAE, c'est encore une fois de ne pas avoir pris en compte les spécificités de l'impression 3D par rapport aux matériaux homogènes isotropes aux quels nous sommes habitués. Lorsqu'on modélise une pièce en acier ou en aluminium, il nous suffit de prendre en compte les propriétés du matériau, et une structure pleine. La répartition des contraintes, déformations etc. ne dépend alors que des géométries de la pièce. C'est donc ce que nous avons fait ici. Nous avons considéré les propriétés mécaniques du PLA en lui même, et nous avons utilisé le modèle de la pièce fourni, qui est plein. A aucun moment, personne ne semble s'étre posé la question de prendre en compte le taux de remplissage de la pièce et sa structure. Pourtant, je doute que la pièce réellement utilisé à l'heure actuelle soit pleine.Peut étre les enseignants ont hypothésés qu'elle était suffisament proche d'étre pleine pour qu'on la considère comme telle?

Je pense donc qu'au vu des résultats que nous avons obtenus, et du fait que tout les autres groupes aient obtenus des résultats similaires, c'est très probablement au moins une des causes des écarts que nous avons pu observé. En dehors de cella, j'ai trouvé la manipulation d'extraction des données très intéressante, et j'ai peu réutiliser la même méthodologie pour l'exploitation de la SAE 6.1

Voir C4 à ce sujet

Nous avons enfin peu voirencore une fois les différents paramétres qui peuvent influer sur les résultats des simulations sur Creo Simulate, que nous maitrisons déjà un minimum grace aux nombreuses heures consacrées en tronc commun et en parcours SNRV.

SAE 6.2: Réalité Augmentée d'une fraiseuse Commande Numérique

SAE 6.2:Expérience de Réalité Augmentée d'une fraiseuse Commande Numérique (parcours SNRV)

Cette Situation d'Apprentissage et d'Enseignement s'étant terminée en toute fin des cours de l'année, je n'ai pas trouvé le temps de faire beaucoup de captures pour documenter mes réalisations, et je n'ai pas accès aux logiciels nécessaires hors IUT. Il y aura donc comparativement peu d'illustrations dans cette partie.

• Définition du sujet

Durant cette SAE, nous avons eu l'occasion de mettre à profis les ressources de Réalité Augmentée dont nous avons bénéficiés en parcours SNRV. Le but était pour nous de réaliser une présentation de la Fraiseuse CNC de petit gabaris HAAS-TM1 utilisée à l'atelier GMP. Nous avions le choix entre réaliser une présentation pour les journées portes ouvertes de l'IUT, ou un tutoriel pour préparer la première séance d'usinage des futurs GMP 1ère année. La seconde option ayant été choisie par le second binome, nous avons opté pour une présentation de portes ouvertes. Nous avions une liberté totale sur le contenu à inclure dans notre présentation, à l'exception de quelque règles évidentes: Nous devions utiliser uniquement les logiciels Creo Illustrate et Vuforia Studio pour construire nos scènes, et bien sur Creo pour la petite partie de CAO. Nous ne pouvions également pas inclure d'interaction physique avec la machine, ni de fonctionnement réel. Tout ce que nous voulions montrer devait donc étre généré numériquement.

C4: Exploiter

SAE 5.2: Confrontation expérimental et Simulation Numérique

SAE 6.2:Expérience de Réalité Augmentée d'une fraiseuse Commande Numérique (parcours SNRV)

• Modification de la CAO

Nous avons peu récupérer le fichier CAO de la machine disponible sur le site du fabricant. Il est évident que le fichier STEP ne comprend pas toutes les données pour que Creo génére un assemblage correct, puisque celui ci indique des erreurs absolument partout. Cella n'était cependant pas un problème pour ce que nous voulions en faire. Nous nous sommes donc contentés de supprimer certaines parties inutiles du modèle pour l'alléger. Nous avons rajouté l'éau de la machine dans le modèle, ainsi qu'une paire de calles pour la mise en place de la pièce. Ensuite, nous avons simplement rajouté la pièce exemple ci dessous et un brut qui correspond à ses dimentions.

Référence et modèle CAO de la machine

• Création des séquences sur Creo Illustrate

C'est en utilisant Illustrate que nous avons réalisé nos deux séquences principales de l'animation. Dans la première, les portes passent en jaune pour indiquer une action, puis s'ouvrent. Les calles apparaissent et se positionnent dans l'étau, suivi du brut. L'étau puis les portes se referment. C'est la mise en place du brut avant l'usinage. Dans la seconde, le brut disparait pour laisser apparaitre la pièce finie. Puis, les portes s'ouvrent, suivi de l'étau. La pièce monte en l'air comme si elle était saisie par l'opérateur. C'est la récupération de la pièce finie.

SAE 6.2:Expérience de Réalité Augmentée d'une fraiseuse Commande Numérique (parcours SNRV)

• Création des scènes sur Vuforia

Nous avons créé la séquence en 4 scènes, comme suit:

• La première scène est l'Acceuil de la simulation. On arrive sur une vue de la Machine, ou l’on as 3 boutons pour accéder aux 3 Scènes de présentation.
• La seconde scène est un descriptif très simpliste de ce qu’est une fraiseuse, avec 3 boutons pour afficher autant de rubriques de présentation.
• La troisème scène est la scène principale ou on peut visualiser les séquences précédemment créées simulnt la mise en place du brut et l’extraction de la pièce après usinage. On as le "mode d'emploi" de la simulation disposé directement à coté de la machine dans la vue en RA.
• La 4ème scène est dédiée à la lecture de la vidéo de la machine en fonctionnement. On y vois l'usinage d'une pièce et donc le déplacement du plateau.

Vidéo d'usinage utilisée

• Boutons et Codage

L'interaction directe entre les mains de l'utilisateur et la simulation n'étant pas possible en Réalité Augmentée comme en Réalité viertuelle, nous avons du intégrer des boutons cliquables sur l'appareil de simulation, ici en l'ocurence une tablette, pour lancer les diverses animations. Il y a un menu contextuel permettant de passer d'une scène à l'autre, mais nous avons préféré que toute la naviguation ce fasse par des boutons visualisables dans le plan d'interaction 2D de la tablette. La plus part de ses boutons ont également nécessité l'utilisation de lignes de code propre à Vuforia, qui nous ont été données et ont simplement du étre adaptées à notre modèle.

Ex: codes des boutons de la page d'acceuil

Ex: boutons de la scène de simulation

SAE 6.2:Expérience de Réalité Augmentée d'une fraiseuse Commande Numérique (parcours SNRV)

Fichier explicative de la simulation

Pour avoir plus de détails sur la mise en place de la Simulation:

• Analyse Réflexive

j'ai trouvé cette SAE intéressante dans la mesure ou je n'avais pas eu le temps de finir correctement les TP de RA que nous avions eu au par avant, et je n'avais clairement pas assimilé tout ce qui as été vu. Ce projet m'as donc permis d'en réutiliser une partie et de voir ce que cella peut donner en utilisation pratique, et ce dont nous sommes déùjà capables avec notre expérience limitée sur les logiciels.De facon plus générale, je trouve que la Réalité Augmentée et la Réalité Virtuelle tels qu'abordés en SNRV sont des compétences au final très différentes de la simulation numérique tels qu'on as peu en parler dans la SAE 5.2, avec des utilitées très différentes également. La simulation numérique serra surement plus utile aux industries d'un point de vue de conception pure, mais nécessite l'achat de licences Simulate ou équivalent, assez onéreuses, pour en bénéficier. De l'autre coté, la Réalité Virtuelle trouve plutôt son rôle dans l'étude ergonomique et de remodellage d'un poste de travail, et as donc un plus grand intérèt pour les démarches d'amélioration continue ou il va impacter directement le design des installations. On peut également citer le design d'appareils le plus ergonomique possible pour l'utilisateur final avant même d'avoir réalisé un prototype. C'est particulièrement utile pour certains produits haut de gamme comme les voitures de sport. Ce sont donc globalement des applications de niches ou la RV trouve toute son utilitée et reste iremplacable à ce jour. En revanche je dois avouer qu'avec mon expérience limitée pour le moment, j'ai beaucoup de mal à voir l'utilité spécifique de la Réalité Augmentée sans passer par des technologies de Réalité Mixte ou on intégre de l'interaction directement en RA, ou encore mieux un modèle en simulation mutli-physique, qui se met à jour automatiquement en fonction des interactions dans le monde réel, et dans ce cas permet une bien plus grande fluidité des actions et ouvre énormément de champs d'applications possible.

C4: Exploiter

Acceuil compétences

Quelques Arrangements de supports et de masselotes testées.

Conception extérieure de la coque (Esthétique)

L'ajout du trou as été penssée pour poussez encore plus loin l'image de l'engrenage, en représentant le trou passage d'un axe. C'est dans cette même optique que nous avons penssé à ajouter une forme qui correspondrais à une mise en position angulaire réellement utilisée sur les engrenages. D'ou l'idée de la rainure de clavette et finalement des cannelures. Nous avons choisi de conserver cette dernière option car l'ensemble du groupe trouvais que c'était le choix le plus esthétique de la sélection. Pour pousser cette idée encore un peu plus, je me suis assuré que la forme des cannelures est conforme aux cotes nominales ISO pour un alésage de diamétre 16. (A ceci près que je suis passé de 5 à 6 cannelures pour avoir une meilleur symétrie) Pour pousser ajout du trou, en plus de représenter le passage d'un axe, nous as beaucoup aidé as resortir la coque durant nos tests. Nous n'avons cependant observé aucune baisse de la solidité de la coque ou de différence sur l'effort d'assemblage qui pourrait étre imputé aux trous.

Cahier des Charges Fonctionnel

Nous avons peu déterminer 2 à 3 critères de réalisation pour chacune des fonctions de contrainte et 7 critères distincts pour la fonction principale, avec des flexibilitées allant de F0 (aucune flexibilité) à F3 (Bonne flexibilité). (On rappele que la flexibilité maximale possible est de F4.) Les niveaux indiqués en rouge sont associés à des critères qui sont jugés important mais dont les valeurs numériques n'ont pas peu étre définies avec précision. Les critères surlignés en vert ont été modifiés suite aux remarques des enseignants.

Bete à Corne de l'Ilot Assemblage

Nous avons considéré que le bénéficiaire du système serait le département GMP lui même, puisque le système est un démonstrateur pour les futures portes ouvertes.

(Cf présentation de la SAE 5.1/6.1)

Partant de la, l'effet recherché est de réaliser une démonstration au profit des visiteurs du GMP. Le but étant d'illustrer les compétences que l'on acquiére en GMP au travers d'un réalisation concrète.

Nous n'avons par ailleurs pas jugés nécessaire de réaliser ce travail pour nos parties respectives, puisque c'est l'ensemble du système qui doit répondre à ce même but, et les différentes parties ne nécessitent qu'une décomposition technique vers sa réalisation.

Principe du Serrage

Pour éviter un effort de serrage trop important et de plus en plus de contraintes sur la structure de la coque lorsque le médaillon s'enfonce, nous avons penssé as une structure comportant deux diamétre différents. La partie du dessous est légèrement plus large que le médaillon (1/10 ème au plus) pour permettre l'insertion sans effort du médaillon), et une très légère collerete sur le dessus (épaisseur de 0,125mm) se déforme et viens se plaquer tout autour du médaillon par élasticité du PLA. Malgré nos inquiétudes au départ, nous n'avons eu aucun oriblèmes de maintiens avec ce système. Au contraire, nous avons eu du mal à sortir les médaillons sans casser la coque en forcant avec des petits outils.

• L'ensemble des matrices des FT de l'ilot d'assemblage

Différentes conceptions de l'Ilot d'Assemblage en impression 3D et en alu usiné

FAST (partiel) Ilot Assemblage

Nous avons alors décomposé les Fonctions Techniques sur 3 niveaux. C'est plus que la normale, mais cella nous as permis de préciser au maximum le travail. Le code couleur as été défini pour définir certains particularités.

• Rouge pour les solutions élliminées dès le départ
• Orange pour les FT aux quelles nous avons penssées, mais que nous n'avons au final pas jugé nécessaire
• Bleu pour les fonctions réalisées par le robot
• Vert pour les fonctions réalisées par la coque

Enfin, nous avons réalisé le même travail pour la coque

• FAST entier de l'Ilot d'Assemblage
• FAST entier de la coque

Quelques Arrangements de supports et de masselotes testées.

Je pense que ces résultats sont dues à la répartition de la charge sur la surface et a la position du centre de charge. En effet, avant même de commencer les tests, j'avais hypothésé qu'il faudrait un moyen d'imposer un déplacement vertical à la charge, comme le déplacement imposé au robot. Manque de quoi le médaillon qui se met naturelement de travers dans la coque aura tendance à faie pencher la charge dans le même sens, ce qui rend l'empilement de masselotes plus en plus instable. Et c'est effectivement ce que l'on as observé. Cella signifie également que comme les masselotes ne sont pas allignées verticalement, le centre de charge est excentré par rapport au centre du médaillon, et donc l'appuye non uniforme, ce qui différe à nouveau de l'appuye du robot, qui serait appliqué de facon uniforme. Nous avons éssayé d'empiler les masselotes dans le sens opposé pour déplacer le centre de charge au dessus de la coque voir excentré sur le coté relevé, mais les résultats obtenus restaient similaires. Je pense que c'est du au fait que peut importe la forme du support qui applique la charge, qu'il soit plein ou à 3 points par exemple, tant qu'il est en contact avec toute la surface de facon du médaillon et concentrique avec son centre, le centre d'application de la charge est au millieu de la surface, perpendiculaire à celle ci. Or, si on schématise la phase d'appuye comme un pivotement du médaillon au point bas pour vaincre l'effort du point dur au point haut, le rayon du médaillon est le "bras de levier" de cet effort résitant appliqué par la coque. Dans notre analogie, la distance entre le point bas et le point d'application de la charge est donc le bras de levierq de l'effort d'assemblage. En appliquant l'effort au centre du médaillon plutôt qu'au bord, on divise donc par deux le couple généré. On appuye donc deux fois plus fort que si on exercait l'effort directement du coté qui résiste, ce que l'on fait intuitivement lorsqu'on le rentre à la main. A contrario, en appliquand la charge de facon verticale et en maintenant la surface de contact à l'horizontale, on appuye en premier sur les parties du médaillon qui sont les plus hautes. On peut donc appuyer le plus efficacement possible sur le médaillon pour le mettre à plat et ensuite appliquer un effort uniforme, et donc réduire le point dur.

Matrice de Décision (Exemple d'une FT)

Nous avons définis au départ les 7 critères qui seront utilisés pour noter l'ensemble des fonctions. Nous ajoutons a cella des critères supplémentaires propres à la FT lorsque nous jugeons cella pertinent pour assurer sa bonne application. Cella engendre des scores maximums possibles différents d'une FT à l'autre, ce qui complexifie la comparaison entre les différentes fonctions. Néanmoins nous avons jugés que les critères supplémentaires étaient plus importants.

• L'ensemble des matrices des FT de l'ilot d'assemblage

Tableau de changement de fonctions (Exemple Ilot Assemblage)

• Tableaux de changement de l'Ilot d'Assemblage et de la coque + détails

Analyse et inteprétation des résultats obtenus

Après suppression des données avant contact et après enfoncement, on obtiens ce type de profil d'efforts en fonction de la traverse, donc du déplacement du plateau, donc de l'enfoncement du médaillon a vitesse controlée. On as un premier pic qui correspond au franchissement du "point dur" dont on parlais précédemment, puis des oscillations de l'effort à des amplitudes plus faible, que l'on pourrais qualifier d'effort d'enfoncement puisqu'il traduisent les efforts appliqués par la coque lorsque le médaillon continue de s'enfoncer dans la coque. On répertorie donc les valeurs obtenues pour ces deux efforts pour chacune des coques, et on s'intéresse aux écarts. On vois alors que sur les 4 coques de type 1 il y a deux groupes de coques avec des valeurs d'effort très proches, mais très différents de l'autre groupe. On pourrais se dire à première abord que ce sont les deux machines. Seulement, les deux groupes sont étérogènes, puisqu'il y a une coque provenant de la machine A et une coque de la machine B dans les deux cas... Si l'on reguarde les valeurs numériques, cella correspond as un écart type de 60 N en point dur et 17 N en enfoncement, soit 46% et 40% des valeurs d'efforts moyen respectifs. C'est un écart absolument collosal qui remet en cause l'intérèt du test en lui même.

Sur les autres types de pièce on obtiens des efforts différents certes, mais avec des écarts types de 25 à 52% avec des échantillons de seulement 2 pièces à chaque fois. Bien qu'une partie de ses différences soit imputable aux différences de réglage entre les machines, comme on l'as vu avec les 4 coques du premier type, il y a aussi énormément de variation d'une pièce à l'autre sur la même machine. Pour ce qui est la séletion d'un design tout ce que l'on peut raisonablement dire ici serrait que les pièces 3 à 6, du moins avec les dimensions qu'elles avaient lors de ces tests, sont des moins bon choix que les pièce de type 1 et 2 pour réduire les efforts d'assemblage. Les pièces de type 1 et 2 étant simplement la pièce vu précédemment avec un chamfrein à 45 ou 30 degrés par rapport à la verticale. En effectuant beaucoup plus de tests, on pourrais surement trouver des moyennes significatives, mais si l'on as plus de variation entre pièces individuelles qu'entre les différents type de coques.. Je pense qu'on peut légitimement se demander s'il ne serrait pas plus pertinent de changer ce que l'on recherche: Chercher un design de coque qui permet d'avoir des efforts consistants d'une pièce à l'autre et d'un essaie à l'autre, et ensuite seulement jouer sur les dimensions pour réduire les efforts.

Voir la SAE 5.2 pour plus de détails sur la sélection des données

Comparaison Numérique/Physique

Les premiers essais ont été réalisés avec à la fois le maillage automatique et le maillage "manuel" de 3mm évoqué précédemment. On constate effectivement une différence de l'ordre de 10 à 15% en fonction de ce paramétre sur les déformations et les contraintes, d'ou l'importance du paramétrage. Pour la seconde batterie de tests de 5 à 20N, par manque de disonibilité des salles informatiques disposant de Simulate, nous avions du utiliser la version réduite Simulate Lite, qui nous limite principalement as effectuer des analyses monopasse avec un maillage automatique. Cella signifie qu'une part non négligeable des différences que l'on verra dans la comparaison avec les essais physiques peut étre du à ces imprécisions de calcul.

On passe d'une analyse monopasse as une analyse multi-passe. Ce qui veut dire que le logiciel ne se contente pas de faire une fois la simulation et de donner un résultat approximatif, mais la recommence plusieurs fois en affinant ses paramétres de calcul. C'est aussi pourquoi on l'autorise à utiliser un degré polynomial plus élevé, afin de pouvoir réaliser des calculs plus complexe. Enfin, on définis arbitrairement une convergence à 10%, ce qui signifie que le logiciel considère l'analyse satisfaisante lorsqu'il obtient moins de 10% de variration entre deux passes consécutives. Toutes ses modifications ont un même effet, outre l'amélioration de la précision des mesures. Elles augmentent considérablement la taille des calculs, et donc les temps de calcul pour une machine avec une puissance donnée, et taxent d'avantage le dispositif de stockage. C'est pourquoi elles sont à utiliser avec raison, en fonction des besoins de l'étude.

Cahier des Charges Fonctionnel modifiés(Exemple Ilot d'Assemblage)

CDCF Ilot Assemblage et Coque +changements(même fichier que Tableaux de changements)

Maillage et Définition des Analyses

Le maillage de la pièce étant le principe de base des éléments finis, il est nécessaire pour réaliser tout analyse de ce type.C'est pourquoi, le logiciel réalise un maillage automatique de l'élément. Seulement, ce maillage automatique n'est pas très fin, et donc le résultat obtenu serra assez grossier et peu détaillé. On réalise donc manuellement un mallage plus fin, qui nous permet d'avoir plus d'éléments de plus petite taille, et donc des résultats plus précis en sortie. De la même manière, on définis également l'analyse pour obtenir les meilleurs résultats possibles.

On passe d'une analyse monopasse as une analyse multi-passe. Ce qui veut dire que le logiciel ne se contente pas de faire une fois la simulation et de donner un résultat approximatif, mais la recommence plusieurs fois en affinant ses paramétres de calcul. C'est aussi pourquoi on l'autorise à utiliser un degré polynomial plus élevé, afin de pouvoir réaliser des calculs plus complexe. Enfin, on définis arbitrairement une convergence à 10%, ce qui signifie que le logiciel considère l'analyse satisfaisante lorsqu'il obtient moins de 10% de variration entre deux passes consécutives. Toutes ses modifications ont un même effet, outre l'amélioration de la précision des mesures. Elles augmentent considérablement la taille des calculs, et donc les temps de calcul pour une machine avec une puissance donnée, et taxent d'avantage le dispositif de stockage. C'est pourquoi elles sont à utiliser avec raison, en fonction des besoins de l'étude.

Application d’un maillage 3mm(+25% d’éléments)

Explication de la modélisation de la tention du fil

La tension dans le fil viens de deux sources distinctes: Il y a la tension induite par la mise en contact des fils (voir ci-contre), qui serras l'effort le plus important rencontré par la pièce à l'usage. Mais avant cella il y a la tension au montage. On monte le fil avec une lègère tension pour s'assurer que le fil soit tendu et avoir une tension de référence pour débuter les tests. Cette tension est obtenue par une masselote de très faible masse/poids (15 mg/0,15 mN ou 350 mg/3,5 mN selon le matériau du fil) appliquée au bout du fil orienté à la verticlale, qui est alors collé à ses deux extrémités sur le support. On va donc modéliser cette tension initiale du fil par un effort correspondant au poids de la masselote respective appliqué sur chacune des surfaces de collage.

La simulation utilisant une modélisation si proche du cas d'application réelle, on ne peut pas remettre en cause se facteur si l'on obtient des résultats peu satisfaisants. D'un autre coté, au niveau des essais réels qui seront réalisés il n'y a pas le soucis de la modélisation et des paramétre de simulation. On peut par contre se demander si l'essai d'appuye sur les faces latérales est suffisament analogue à la tension du fil à l'utilisation pour obtenir des résultas significatifs.

Explication de la modélisation de la tention du fil

La tension dans le fil viens de deux sources distinctes: Il y a la tension induite par la mise en contact des fils (voir ci-contre), qui serras l'effort le plus important rencontré par la pièce à l'usage. Mais avant cella il y a la tension au montage. On monte le fil avec une lègère tension pour s'assurer que le fil soit tendu et avoir une tension de référence pour débuter les tests. Cette tension est obtenue par une masselote de très faible masse/poids (15 mg/0,15 mN ou 350 mg/3,5 mN selon le matériau du fil) appliquée au bout du fil orienté à la verticlale, qui est alors collé à ses deux extrémités sur le support. On va donc modéliser cette tension initiale du fil par un effort correspondant au poids de la masselote respective appliqué sur chacune des surfaces de collage.

La simulation utilisant une modélisation si proche du cas d'application réelle, on ne peut pas remettre en cause se facteur si l'on obtient des résultats peu satisfaisants. D'un autre coté, au niveau des essais réels qui seront réalisés il n'y a pas le soucis de la modélisation et des paramétre de simulation. On peut par contre se demander si l'essai d'appuye sur les faces latérales est suffisament analogue à la tension du fil à l'utilisation pour obtenir des résultas significatifs.

Résultats des Simulations Numérique

Les premiers essais ont été réalisés avec à la fois le maillage automatique et le maillage "manuel" de 3mm évoqué précédemment. On constate effectivement une différence de l'ordre de 10 à 15% en fonction de ce paramétre sur les déformations et les contraintes, d'ou l'importance du paramétrage. Pour la seconde batterie de tests de 5 à 20N, par manque de disonibilité des salles informatiques disposant de Simulate, nous avions du utiliser la version réduite Simulate Lite, qui nous limite principalement as effectuer des analyses monopasse avec un maillage automatique. Cella signifie qu'une part non négligeable des différences que l'on verra dans la comparaison avec les essais physiques peut étre du à ces imprécisions de calcul.

Lors des premiers essais, nous constations dans tout les groupes une différence significative entre les résultats expérimentaux et ceux de la simulation. J'ai donc penssé réaliser un second modèle ou les efforts seraient appliqués dirrectement sur la surface, comme on le fait physiquement sur la machine de traction compression. Les contraintes résultantes sont beaoup plus faibles, ce qui est cohérent puisque le même Effort est réparti sur une surface beaucoup plus important. Mais nous allons voir que ca n'as pas vraiment donné de meilleurs résultats...

Comparaison Numérique/Physique

Les données que l'on récupère en sortie de machine ne sont pas directement exploitables, il faut donc d'abord sélectionner les données significatives.

En effet, on peut voir deux de zones de "plat" sur la courbe de l'effort mesuré. Le premier plat avant la pente correspond au déplacement du plateau supérieur avant qu'il rentre en contact avec la pièce. Cella signifie que les valeurs du déplacement mesurées durant cette période ne correspondent en rien à une déformation de la pièce, et elles fausseraient complétement le coefficient entre le déplacement de la pièce et les efforts qu'elle subit. Il faut donc absoluement les supprimer. De même le plat en fin de courbe, qui sur manifeste sur la courbe d'effort et la courbe de traverse, correspond a l'écart entre l'arrét du délacepment et la fin de l'essai. Pour ne pas qu'elle fausse le calcul du coefficient, il faut aussi supprimer cette partie.

Enfin, à cause d'une erreur de mesure dont on ne connais pas la cause, la courbe du premier essai qui nous as été fournie as un profil beaucoup moins propre, résultant en une droite de tendance assez décalée de la courbe réelle. Nous avons donc choisi de ne pas tenir compte du coefficient qu'elle indique pour la comparaison avec le numérique.

Toutes les courbes de l'exploitation des données

Diagramme Pieuvre et Tableau de fonctions

Nous avons défini l'ensemble des fonctions principlaes (FP) et de contrainte (FC) affectant le fonctionnement du système dans son environement. Cella nous as permis d'établir les fonctionnalitées suivantes. On peut remarquer que les fonctions de contraintes (dans notre cas) ne se prétent pas à étre décomposées en fonctions techniques indépendantes.On les as donc considérés par la suite comme des contraintes à guarder à l'esprit dans la recherche de solution technique.

Voir le FAST du système (C2: Dévelloper)

Mise en plan de la coque retenue