12th CIRP Conference on Computer Aided Tolerancing

The purpose of this paper is to decipher the process of modelling driving to the product behaviour simulation. A simple example of simulation, tolerance stackup, allows illustrating this process. The tolerance stackup is used daily in industry, however, designers do they know exactly what they do? Are they aware of the assumptions they are introducing? To answer to these questions, concepts of GeoSpelling and of GPS ISO standards such as skin model, operations, operators and other concept are introduced such as finite and infinite models

Tolerance Analysis by Polytopes

To determine the relative position of any two surfaces in a system, one approach is to useoperations (Minkowski sum and intersection) on sets of constraints. These constraints aremade compliant with half-spaces of R^n where each set of half-spaces defines an operandpolyhedron. These operands are generally unbounded due to the inclusion of degrees ofinvariance for surfaces and degrees of freedom for joints defining theoretically unlimiteddisplacements. To solve operations on operands, Minkowski sums in particular, "cap" halfspacesare added to each polyhedron to make it compliant with a polytope which is bydefinition a bounded polyhedron. The difficulty of this method lies in controlling the influenceof these additional half-spaces on the topology of polytopes calculated by sum or intersection.This is necessary to validate the geometric tolerances that ensure the compliance of amechanical system in terms of functional requirements

Éléments de modélisation des systèmes en conception : vue tolérancement géométrique

La modélisation est présente tout au long du processus de conception. Néanmoins, les travaux existant ne couvrent généralement que certaines activités, que certains points de vue : analyse fonctionnelle, conception préliminaire, conception détaillée, simulation (structure, thermique, tolérancement…). Pourtant des notions communes existent : composants, interactions, flux, fonction, exigence… L’objectif de ce papier est de proposer une vision générale permettant d’appréhender les différents types de modélisation. Pour atteindre cet objectif une analyse globale de ces notions est nécessaire afin d’obtenir une représentation commune du système pour les différentes activités de conception et de simulation. L’intérêt de cette approche est de pouvoir mettre en évidence les dépendances et les relations entre ces activités. Cette approche doit permettre d’appréhender les différents niveaux de détails (systémique) lors de la décomposition fonctionnelle et structurelle du produit. Elle doit également permettre de poser les hypothèses émises lors de l’élaboration des modèles physiques pour la simulation. Nous proposons d’utiliser des schémas de flux intégrant les différentes notions précédentes. Ces schémas sont utilisables de l’analyse fonctionnelle à la conception détaillée pour réaliser une modélisation topologique du produit. Ils permettent de suivre la décomposition fonctionnelle et structurelle lors des étapes de conception. A chaque étape, des modèles physiques permettent de définir avec précision le système et de réaliser des simulations. Un schéma procédural est introduit afin de tracer les différentes hypotèses formulées afin d’atteindre le modèle de simulation. L’ensemble de ces notions est illustré par un exemple simple du domaine du tolérancement géométrique avec une modélisation par une chaîne de cote

Influence des défauts de forme sur le comportement des liaisons (étude expérimentale et théorique)

L objectif de l étude est d identifier le comportement des liaisons d un mécanisme du point de vue des déplacements en fonction des défauts de forme et des jeux. Le sujet est abordé selon une approche théorique et une approche expérimentale.La partie théorique montre la dualité entre les deux concepts utilisés : le domaine jeu et la surface convexe des différences. Elle montre également la typologie des domaines et l influence des incertitudes de forme sur ces domaines.En parallèle, un dispositif expérimental est développé. Il permet, non seulement, de réaliser la mesure des déplacements dans la liaison avec l exactitude nécessaire, mais aussi, de valider les résultats par une simulation de l assemblage à partir de la mesure 3D des surfaces en contact. L expérimentation porte sur plusieurs couples de surfaces comportant des défauts de forme de différents types. L'influence d'un chargement mécanique est étudiée afin de quantifier les déformations locales de surfaces de contact et l'évolution des écarts de position entre les pièces.The aim of the study is to identify, in terms of displacements, the joint behavior of a mechanism in function of form defects and gaps. Two approaches are proposed : a theoretical approach and an experimental one.The theoretical part presents the duality between the two concepts used in the experimental approach : gap hull and convex difference surface. It outlines also the typology of gap hulls and the influence of the form uncertainties on gap hulls.In parallel, an experimental device is developed. It allows, not only, to carry out the measure of displacements in the joint with the necessary accuracy, but also, to validate the results by an assembly simulation from the 3D measurement of the surfaces in contact. The experimentation involves several pairs of surfaces with different types of form defects. The influence of mechanical loads is studied in order to quantify the local deformation of the surfaces in contact and the evolution of location deviations between these surfaces.BORDEAUX1-Bib.electronique (335229901) / SudocSudocFranceF

Formal Language for GeoSpelling

In order to tackle the ambiguities of geometrical product specification (GPS), GeoSpelling language has been developed to express the semantics of specifications. A detailed syntax of GeoSpelling is proposed in this paper. A specification is defined as a sequence of operations on the skin model. The syntax is based on instructions used in computer programming language: call to functions and flow control by condition and loop. In GeoSpelling, the call to functions corresponds to the declaration of operations; loops make it possible to manage a set of features with rigor and conditions to select features from a set

Formal language for GeoSpelling

In order to tackle the ambiguities of Geometrical Product Specification (GPS), GeoSpelling language has been developed to express the semantics of specifications. A detailed syntax of GeoSpelling is proposed in this paper. A specification is defined as a sequence of operations on the skin model. The syntax is based on instructions used in computer programming language: call to functions and flow control by condition and loop. In GeoSpelling, the call to functions corresponds to the declaration of operations; loops make it possible to manage a set of features with rigor and conditions to select features from a set

Un Laboratoire Virtuel pour Moodle

L'évolution des publics étudiants et la nécessité de renforcer la pertinence des travaux pratiques, nous ont conduits à réfléchir sur des stratégies pédagogiques intégrant Moodle et des activités de « Travaux Pratiques virtuels ». Ainsi, notre démarche s'appuie sur les technologies numériques, sans pour autant les substituer aux enseignements en présentiel. En effet, un Laboratoire Virtuel (LV) est en cours de développement à l'Université de Bordeaux, depuis quelques mois. Ce LV a pour ambition de pouvoir simuler des séances de Travaux Pratiques (TP) dans des domaines variés des sciences, de la physique à la biologie. Le contenu du Laboratoire Virtuel sera celui d'un lieu d'expérimentation. Un ensemble de moyens de mesures sera mis à disposition ainsi que des éléments de type « corps » (échantillons ou éléments à tester, pièces mécaniques, composants optiques, composants électroniques, équipements de chimie...) et de type « substances » (matériaux, acides, réactifs, azotes...). Chaque élément, moyen, disponible sera défini en intégrant des propriétés intrinsèques variables (variabilités de certains paramètres des éléments et incertitudes des moyens de mesures). L'ensemble des moyens et éléments devront pouvoir interagir afin de réaliser des expériences. Un tableau de bord permet de modifier les propriétés des éléments et de visualiser les résultats des expériences. Ce Laboratoire Virtuel a pour but d'enrichir les interactions possibles entre l'étudiant et l'enseignant par l'intermédiaire d'un Learning Management System comme Moodle. En effet, les activités de TP en présentiel sont souvent réduites à des scénarios prédéfinis en nombre limité. Les activités dans le LV permettront d'aborder à distance et en suivant différents scénarii pédagogiques des connaissances complémentaires à celles acquises en présentiel. Dans le cadre des activités dans le LV, l'étudiant pourra définir, tester, rejouer ses propres procédures expérimentales. L'enseignant bénéficiera de parcours pédagogiques prédéfinis et pourra aussi élaborer les siens en les adaptant au mieux à ses problématiques d'enseignement. Le LV est intégré comme une activité dans la plateforme Moodle et s'interface avec les outils pédagogiques. Le but est d'utiliser le LV comme une salle vide de savoirs et d'y apporter les méthodes d'acquisition, d'évaluation, d'échanges en utilisant les outils accessibles associés à Moodle (leçon, test, bases de données, forum, suivi d'achèvement). Cette communication aura pour but de présenter le Laboratoire Virtuel et de faire un point sur son avancement à partir de Travaux Pratiques de métrologie dimensionnelle des solides

Typology of geometrical defects in Electron Beam Melting

Quality control in terms of material health, texture and workpiece geometry is not assured in additive manufacturing. Many literature studies address quality issues on a scale of less than one millimeter. On the other hand, few works concern geometrical defects at the level of the piece as a whole (form and dimension), on a scale therefore greater than several millimeters. From the existing bibliography and the authors’ experience, the objective of the article is to list the typologies of geometrical defects usually encountered and the configurations in which they appear.Maîtrise géométrique des pièces produites par fabrication additive métalliqu

Dynamiser l'enseignement avec Moodle : QCM et travaux pratiques virtuels

Face à l'évolution des publics étudiants et à la nécessité de renforcer la pertinence des travaux pratiques, il est important de réfléchir à de nouvelles méthodes pédagogiques, notamment en s'appuyant sur les technologies numériques, sans pour autant les substituer aux enseignements en présentiel. Cette présentation relate l'exploration d'une stratégie pédagogique axée sur la plateforme d'apprentissage en ligne Moodle et le développement d'une activité de travaux pratiques virtuels

Analyse de la variation géométrique des pièces produites en fabrication additive EBM - Cas de pièces avec volume surplombant

National audienceL'étude proposée consiste à étudier les types de défauts obtenus en fabrication additive EBM (Electron Beam Melting) pour cela, une géométrie particulière a été choisie avec un volume en surplomb. Les défauts géométriques les plus importants se sont localisés sur la face avant (perte de bord) et le dessous de la pièce (variation d'épaisseur). Afin de caractériser la forme des défauts, une Analyse en Composantes Principales (ACP) a été mise en oeuvre et permet d'identifier les modes les plus significatifs de chacun des lots de pièces produits. A partir de ces analyses, il en ressort que les défauts dépendent de la stratégie de fabrication et que les pièces placées sur la périphérie du plateau présentent des défauts de grandes amplitudes