SP7 : Élecroique Sysème Posiioeme Allocaio Câble Eviroeme (E-SPACE) Comporeme mécaique d'u faisceau de câble auomobile Travaux de Gwedal CUMUNEL préseés par Olivia PENAS LISMMA - Supméca 1
Pla SP7: ESPACE Problémaique Cas d éude Problèmes ideifiés Ea de l ar Logiciels commerciaux Recherche das le domaie e coexe Avaceme Arrageme des câbles Expérimeaio Simulaio dyamique Suie 03/05/2010 2
Problémaique Ava : 2D coracuel A parir schéma élecrique logueur des câbles Maiea: 3D coracuel Eviroeme véhicule (cosruceur) > chemieme souhaié pour le faisceau Procédé de fabricaio doi garair le posiioeme das l espace du faisceau Fabricaio du faisceau à pla Mise à pla du faisceau 03/05/2010 3
Préseaio Phase 1: (du 11/07 au 07/08) Pareaires: LEONI (Leader), Dassaul Sysèmes, Supméca. Démosraeur: faisceau sous-capo moeur (câblage ierappareil). Faisceau eveloppe de différes faisceaux (pris e compe pour plusieurs cofiguraios de moeur possibles). Siué das la zoe moeur, la plus exposée au iveau hermique, vibraoire e de plus l eviroeme es rédui. Tou problème peu eraîer ue pae véhicule, le faisceau es doc u éléme criique. Phase 2: (du 08/08 au 04/11) Pareaires: LEONI (Leader), Dassaul Sysèmes, Supméca, Hapio, Dyamic 3D. Démosraeur: faisceau siège Faisceau mois complexe Prooype physique déjà exisa 03/05/2010 4
Mise e évidece des lacues du modèle das le module Flex(EHI-Caia V5) acuel Faisceau câble équivale (uyau) défii uiqueme par u poi e ue lige eure (secio circulaire) e ie pas compe des propriéés des câbles le cosiua. Torsio (ou vrillage) o prise e compe Choix du module d Youg rès limié Grégoire M., «Ieracive Simulaio of flexible Pars», Thèse, Uiversié de Mayece (Allemage), 2007. 03/05/2010 5
Bibliographie 03/05/2010 6
N Elecrical ad Mechaical Rouig Logiciels CAO Solid Edge Edge Wire Haress CATIA Equipme ad sysems N I-deas Haress Desig CoCreae Cablig Pro/ENGINEER Pippig ad cablig exesio SolidWorks Rouig INVENTOR Cocepio de câbles e de faisceaux 03/05/2010 7
Logiciels e Réalié Viruelle: IC:IDO & Fleiluio: IDO:Flexible Fleiluio: fleegie Hapio: plug-i IFC (Hapique) Recherche: Auomobile: Flexiluio Theee A., Grisoi L., Adrio C., Barsky B., «Geomerically exac dyamic splies», Compuer-Aided Desig, 40(1) (2008) 35-48. Gregoire M., «Ieracive Simulaio of flexible Pars», Thèse, Uiversié de Mayece (Allemage), 2007. Aimaio: Baraff D., Wiki A., «Large Seps i Cloh Simulaio», SIGGRAPH 98, Orlado, Juille 1998, pp 43-54. Spillma J., Tescher M., «A Adapaive Coac Model for he Robus Simulaio of Kos», Eurographics 2008. Mécaique: Ghoreishi S.R., «Modélisaio aalyique e caracérisaio expérimeale du comporeme de câbles syhéiques», Thèse, Ecole Cerale Naes, 2005. Giry E., «Prise e compe des ieracios de coac-froeme ere fils d armure pour la modélisaio élémes fiis d u pipelie flexible e grades rasformaios», Thèse, ECP, 2002. Theee A. Theee A. Spillma J. Barraff D. Ghoreishi R. Giry E. 03/05/2010 8
Noce O. Réalié viruelle Noce O., «Aimaio dyamique de corps déformables coius : applicaio à la simulaio de exiles ricoés», Thèse, Uiversié de Reims, 2001. Leoir J., «Modèle déformable 1D pour la simulaio physique emps-réel», Thèse, Uiversié de Lille, 2004 Theee A., «Splies dyamiques géomériqueme exaces: simulaio haue performace e ieracio», Thèse, Uiversié de Lille, 2007. Leoir J. Mikchevich A., «Méhodologie de simulaio d assemblage/désassemblage de composas flexibles : Applicaio à la simulaio de pièces de ype poures flexibles das u eviroeme de réalié viruelle», Thèse, INPG, 2004. Raay O., «Two-Haded Ipu Device for Flexible Pars», Thèse, Uiversié de Düsseldorf, 2007. Goebbels G. ad co, «Real-ime dyamics simulaio of cables, hoses ad wirig haresses for high accuracy digial mock-ups ad load aalysis», Auomoive Power Elecroics Coferece, Paris, Sepember 2007. Leoir J. Duriez C., «Coac froa ere obje déformables das des simulaios emps-réel avec reour hapique», Thèse, Uiversié d Evry, 2004. Mikchevich A. Duriez C. Goebbels G. Raay O. 03/05/2010 9
Logiciels e Réalié Viruelle: IC:IDO & Fleiluio: IDO:Flexible Fleiluio: fleegie Hapio: plug-i IFC (Hapique) Recherche: Auomobile: Theee A., Grisoi L., Adrio C., Barsky B., «Geomerically exac dyamic splies», Compuer-Aided Desig, 40(1) (2008) 35-48. Gregoire M., «Ieracive Simulaio of flexible Pars», Thèse, Uiversié de Mayece (Allemage), 2007. Aimaio: Baraff D., Wiki A., «Large Seps i Cloh Simulaio», SIGGRAPH 98, Orlado, Juille 1998, pp 43-54. Spillma J., Tescher M., «A Adapaive Coac Model for he Robus Simulaio of Kos», Eurographics 2008. Mécaique: Ghoreishi S.R., «Modélisaio aalyique e caracérisaio expérimeale du comporeme de câbles syhéiques», Thèse, Ecole Cerale Naes, 2005. Giry E., «Prise e compe des ieracios de coac-froeme ere fils d armure pour la modélisaio élémes fiis d u pipelie flexible e grades rasformaios», Thèse, ECP, 2002. Réalié viruelle: Noce O., «Aimaio dyamique de corps déformables coius : applicaio à la simulaio de exiles ricoés», Thèse, Uiversié de Reims, 2001. Leoir J., «Modèle déformable 1D pour la simulaio physique emps-réel», Thèse, Uiversié de Lille, 2004 Theee A., «Splies dyamiques géomériqueme exaces: simulaio haue performace e ieracio», Thèse, Uiversié de Lille, 2007. 03/05/2010 10
Hypohèses à valider pour obeir ue simulaio réalise d u faisceau de câbles Héérogééié du faisceau : hypohèse d isoropie (secio circulaire) es-elle jusifiée? Eude de sesibilié des paramères: Froemes ere fils Ifluece de l erubaage Cofiguraio iiiale des fils (procédés de fabricaio) Obeir expérimealeme les différes paramères maériaux permea de caracériser le faisceau: Rigidié de flexio (E1*I) Rigidié e racio (E2*S) Module de orsio (G*J) Coefficie de froeme Module de cisailleme Opimisaio: Logueur du faisceau (sous coraies: ageces, rayo de courbure limie ) Cofiguraio iiiale des câbles 03/05/2010 11
Avaceme 03/05/2010 12
Modèle splie Modèle de splies dyamiques q ( x, y, z, θ ) q( u) i 1 b ( u) i q i Noce O., «Aimaio dyamique de corps déformables coius : applicaio à la simulaio de exiles ricoés», Thèse, Uiversié de Reims, 2001. Leoir J., «Modèle déformable 1D pour la simulaio physique emps-réel», Thèse, Uiversié de Lille, 2004. Theee A., «Splies dyamiques géomériqueme exaces: simulaio haue performace e ieracio», Thèse, Uiversié de Lille, 2007. Formulaio Lagragiee {, } i 1K, d d T q& i U Fi qi T q & i Eergies de déformaio coiues d d j 1 M i, j A j avec 1, 0 2 d q j j 2 M J i j bi ( s) bj ( s) ds A d Flexio Torsio Elogaio P i U q 2 0 q i 0 0 1 1 ( ε ε ) H ( ε ε ) i ds H ES 0 0 0 GJ 0 0 0 EI Marice de Hooke 03/05/2010 13
P F A M Sysème dyamique (maricielle): Schéma de résoluio: implicie Méhode de Newo-Raphso (DL ordre 1) Sysème fial (sas coraies) Sas amorisseme: V P F A M 1 1 1 1 P P P 1 1 2 2 U P K P F V M K M 1 2 Marice Hessiee 03/05/2010 14 Avec amorisseme: Coraies: muliplicaeurs de Lagrage Sous forme maricielle: P F V K 2 P F V M K D M 1 2 η Λ 0 ), ( 0 g q q q g q f i i & ( ) Λ E L B L F F K P F V M B Λ E B L L F 0 K D M F η 2 avec saique dyamique
Cofiguraio iiiale des câbles: Circle packig Iégaliés à respecer (overlap): Cercle à placer avec cercle eveloppe d 2 2 i0 r0 ri xi yi Cercle à placer avec cercle déjà placé 0 d ij 2 2 ( xi x j ) ( yi y j ) ri rj 0 Maximum Hole Degree (MHD) rule λ 1 d mi ri Recherche dichoomique de Rmi 03/05/2010 15
Cofig. 1 Cofig. 2 Cofig. 3 R1.54 cm R1.53 cm R1.55 cm Compacié80,1% Compacié81,9% Compacié79,6% MHD pour le fil suiva das la lise MHD pour u des fils de la lise MHD avec fils ordoés du plus gros au plus pei 03/05/2010 16
Expérimeaio Réalisaio d u bac d essai (IUT ville d Avray) Rigidié e flexio (plusieurs direcios) Rigidié e racio Module de orsio Aures ess: Ifluece de l erubaage, du froeme, de la cofiguraio iiiale Aisoropie 03/05/2010 17
Bac d essais Faisceaux 03/05/2010 18
Perspecives Numérique: Fialiser le modèle Splie Comparaiso avec d aures modèles (Poure 3D ) Opimisaio sous coraies de la posiio du faisceau (Paramère logueur, coraies ageces, rayo de courbure limie ) Modélisaio d u faisceau de câbles (coac, froeme ere plusieurs modèles splies) Modélisaio de l erubaage Eude de sesibilié des paramères (froeme oamme) Expérimeal: Déermiaio des paramères maériau du faisceau (E*I, E*S, G*J, ν, froeme) Eude de sesibilié des paramères Posiioeme das l espace (moio capure (Dyamic 3D), ) Reour d effor (Hapio) 03/05/2010 19
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