Simulation dynamique des mecanismes deformables

par MARC DIJOUD

Thèse de doctorat en Sciences appliquées. Physique

Sous la direction de Gérard Coffignal.

Soutenue en 1997

à Paris. ENSAM .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Une analyse critique des techniques existantes en simulation dynamique pour les mecanismes deformables nous a permis de faire des choix pour developper un logiciel industriel. Une phase preliminaire tente donc de donner un apercu complet sur les difficultes pluridisciplinaires rencontrees et les solutions envisageables. Nous abordons notamment le parametrage des rotations finies, l'obtention des equations du mouvement, l'integration numerique d'equations algebro-differentielles, la souplesse des composants et le traitement des contacts. La methode de simulation retenue associe les multiplicateurs de lagrange, en particulier pour les fermetures de chaines cinematiques, et les coordonnees convectees definies dans un referentiel mobile. Le mecanisme est en effet forme de corps en grands deplacements, grandes rotations mais les composants deformables de la chaine sont modelises a l'aide d'elements finis poutres et coques en petites deformations par rapport a une configuration non deformee liee a un nud du corps. Des termes de couplages grands deplacements petites deformations completent la formulation elements finis habituelle. Les augmentations de taille du systeme numerique et le role nefaste des frequences propres mecaniques elevees sur les pas de temps sont minimises par projection sur une base modale tronquee. Pour l'integration numerique en temps, une formule explicite de runge-kutta d'ordre quatre est utilisee. Une generalisation polynomiale de cette famille de schemas est proposee pour controler economiquement les pas de temps et detecter les evenements discrets, tels les impacts, qui provoquent des discontinuites du mouvement. Les developpements sont valides sur des exemples simples tires de la litterature ou traites en parallele avec abaqus ou ansys. Une confrontation avec l'experimentation est egalement presentee sur un robot rrr. Dans cette application, l'evolution 3d mesuree des bras quasi-rigides du robot est comparee aux resultats de simulation


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Informations

  • Détails : 188 P.
  • Annexes : 222 REF.

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