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R´ ealisation de simulation ”Forge” sans connaissance sp´ eciﬁque aux calculs n

R´ ealisation de simulation ”Forge” sans connaissance sp´ eciﬁque aux calculs num´ eriques Alain Mary To cite this version: Alain Mary. R´ ealisation de simulation ”Forge” sans connaissance sp´ eciﬁque aux calculs num´ eriques. Materials and structures in mechanics. 2010. <dumas-01085759> HAL Id: dumas-01085759 http://dumas.ccsd.cnrs.fr/dumas-01085759 Submitted on 21 Nov 2014 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entiﬁc research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destin´ ee au d´ epˆ ot et ` a la diﬀusion de documents scientiﬁques de niveau recherche, publi´ es ou non, ´ emanant des ´ etablissements d’enseignement et de recherche fran¸ cais ou ´ etrangers, des laboratoires publics ou priv´ es. Conservatoire National des Arts et Métiers CNAM – Région Centre Centre d’Enseignement d’Orléans MEMOIRE présenté en vue d'obtenir le diplôme d'ingénieur CNAM Spécialité Mécanique des Structures et des Systèmes Présenté par Alain MARY Le 5 juillet 2010 SUJET REALISATION DE SIMULATION "FORGE" SANS CONNAISSANCE SPECIFIQUE AUX CALCULS NUMERIQUES Président : M. Roger OHAYON Professeur titulaire de la chaire de mécanique au CNAM Membre : M. Christian DECOLON Enseignant CNAM en région Centre M. Alain FAUCONNIER Enseignant CNAM en région Centre M. Dominique GAUTHIER Responsable expertise métier M. Jacques MONTEBRUN Responsable développement produit M. Gérard WOLLENSACK Enseignant CNAM en région Centre Résumé Afin de concevoir au mieux les outillages de presse, le bureau d’études de Gévelot extrusion fait régulièrement appel à la simulation de ses process de fabrication des pièces forgées à froid ou à mi-chaud sur presses monoposte ou multipostes. Ces simulations sont réalisées avec le logiciel Forge. Pour permettre une utilisation systématique et plus rapide du logiciel Forge lors des phases devis et de conception de nos outillages de presse, ce mémoire décrit la mise en œuvre de l’automatisation du cycle complet d’un calcul. Cette automatisation commence dès la CAO par le positionnement des outillages en passant par les inévitables manipulations de fichiers. Viennent ensuite les trois étapes d’un calcul par éléments finis que sont la mise en données, le lancement des calculs et l’analyse des résultats. En fin de calcul, les résultats sont complétés d’un rapport et d’un résumé de la simulation où sont regroupés les critères importants à prendre en compte pour juger de la faisabilité de la déformation. Toute cette automatisation permet aux dessinateurs d’études d’outillages de réaliser en complète autonomie une simulation du process de forgeage sans connaissance spécifique des calculs numériques en général et en particulier du logiciel Forge. Mots clés Forge, automatisation, macro, simulation, mise en données, process de forgeage, calculs numériques, script. Abstract In order to design the press tools as well as possible, the engineering and design department of Gévelot extrusion regularly calls upon the simulation of its processes of manufacture of the forgings cold or with warm on presses single stage or multi- stage. These simulations are carried out with the Forge software. To allow a systematic use and more rapid of the software Forge at the time of the phases estimate and of design of our press tools, this memory describes the implementation of the automation of the complete cycle of a calculation. This automation starts as of the CAD with the positioning of the tools while passing by inevitable handling of files. Then the three stages come from a calculation by finite elements which are the setting in data, the launching of calculations and the analysis of the results. At the end of the calculations, the results are supplemented of a report and a summary of simulation where the important criteria are gathered to take into account to judge feasibility of the deformation. All this automation allows to the engineering designer of tools to in general carry out in complete autonomy a simulation of the process of forging without specific knowledge of numerical calculations and in particular of the Forge software. Keywords Forge, automation, macro, simulation, setting up data, forging process, numerical computation, script __________________________________________________________________________ Mémoire ingénieur CNAM Mécanique des Structures et des Systèmes - Orléans Page 1 Alain MARY Remerciements Je remercie Monsieur Wollensack et toute l’équipe enseignante et administrative du CNAM d’Orléans qui par leur démarche globale centrée sur l’auditeur favorisent sa progression. Je remercie Monsieur Decolon pour ses enseignements et sa disponibilité. Il a ainsi largement contribué à la réussite de trois UE. Je remercie l’ensemble des directions (techniques, ressources humaines et d’établissement) de Gévelot Extrusion qui par leur soutien renouvelé m’ont permis pendant cinq ans de suivre cette formation. Je remercie Monsieur Oudin, enseignant de ma première UE (Unité d’Enseignement MEC121) au CNAM de Nantes dans le cursus en mécanique qui m’a enthousiasmé par son approche moderne de l’enseignement à distance accessible aux personnes éloignées des centres d’enseignement. Il a ainsi contribué à me convaincre que je pouvais suivre ce cursus grâce à la FOD (formation à distance). __________________________________________________________________________ Mémoire ingénieur CNAM Mécanique des Structures et des Systèmes - Orléans Page 2 Alain MARY Abréviations 2D : deux dimensions. 3D : trois dimensions. ANR : Agence Nationale de la Recherche. C++ : langage de programmation. CAO : Conception Assistée par Ordinateur. DOC : extension de fichier de l’application Microsoft Word. HTML : HyperText Markup Language (en français : langage de balisage d’hypertexte, communément appelé langage html). LAF : Lancement Automatique de Forge. C’est le nom donné à l’applicatif décrit dans le mémoire. MED : Mise En Données. PDF : Portable Document Format (en français : format de document portable). PPT : extension de fichier de l’application Microsoft PowerPoint. STEP : STandard for the Exchange of Product model data (standard pour l’échange de données de géométrie 3D volumique). STL : format de données informatiques inventé pour la Stéréolithographie et utilisé pour décrire des surfaces. Supporté par de nombreux logiciels, il est devenu un standard d’échange. C’est le format utilisé chez Gévélot extrusion pour les transferts 3D entre Catia et Forge. VB : Visual Basic. VBA : Visual Basic Application. VBS : Visual Basic Script. L’extension de fichier de ces programmes est « .bvs ». Il est parfois appelé WSH (pour Windows Scripting Host). Dans ce mémoire je l’appellerai VBScript. VTF : extension des fichiers de visualisation exportés par GLview Inova. Ces fichiers contiennent la géométrie discrétisée, les scalaires et les vecteurs des critères exportés. Ils sont visualisables avec GLview Express (voir lexique). __________________________________________________________________________ Mémoire ingénieur CNAM Mécanique des Structures et des Systèmes - Orléans Page 3 Alain MARY VTFx : comme le VTF avec une compatibilité avec le XML. WYSIWYG : de l’anglais « What You See Is What You Get », définit une interface utilisateur qui permet de composer visuellement le résultat voulu. Typiquement pour une mise en page, cela permet de visualiser à l’écran le résultat final sur papier. XML : eXtensible Markup Language (en français : langage extensible de balisage). __________________________________________________________________________ Mémoire ingénieur CNAM Mécanique des Structures et des Systèmes - Orléans Page 4 Alain MARY Lexique ANR : l'Agence National de Recherche a le statut d'établissement public à caractère administratif depuis 2006. Cette agence de moyens finance directement les équipes de recherche publiques et privées, sous forme de contrat de recherche de courte durée. Voir www.agence-nationale- recherche.fr pour plus d’informations. Argument : nom donné au paramètre d’entrée d’un programme. Axisymétrique : symétrique par rapport à un axe quelque soit le plan passant par cet axe. C’est le cas des formes de révolution. Batch : traitement par lots (batch processing en anglais) est un enchaînement automatique de commandes (processus) sur un ordinateur sans intervention d'un opérateur. Dans ce mémoire j’utiliserai ce terme pour désigner les fichiers de commande avec l’extension de fichier « .bat » CATIA : logiciel de CAO 3D. Voir www.3ds.com pour plus d’informations. DECADE : simulation dynamique des maquettes numériques 3D issues de CAO tierces dont Catia. L’enseignant Thomas Paviot est l’administrateur de ce logiciel libre d’accès. Voir www.decade-dynamics.org pour plus d’informations. Forge : logiciel édité par la société Transvalor dédié à la simulation du forgeage des métaux à chaud, mi-chaud et à froid de pièces 2D (pièces de révolution telles que des cylindres, axes, anneaux, disques, roues... ou de pièces dont on peut se limiter à l’étude d’une section comme des rails, barres, âmes de bielle…) et 3D (pièces tridimensionnelles telles que des pivots de direction, vilebrequins, bielles, bras de suspension, engrenages, pièces de liaison au sol, aubes de turbine). Voir www.transvalor.com pour plus d’informations. GLPre : logiciel de mise en données pour les calculs de Forge. GLview Express : logiciel gratuit de visualisation de simulations par éléments finis exportées par GLview Inova aux formats VTF ou VTFx. Voir www.ceetron.com pour plus d’informations. GLview Inova : logiciel post processeur livré avec le logiciel Forge. Il permet la visualisation de la modélisation et des critères d’analyses. __________________________________________________________________________ Mémoire ingénieur CNAM Mécanique des Structures et des Systèmes - Orléans Page 5 Alain MARY uploads/Geographie/ 2010-th18235-alain-mary.pdf