Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Ecole Nationale Polytechnique d’Oran LES MODELISATIONS GEOMETRIQUES EN DAO ET C

Ecole Nationale Polytechnique d’Oran LES MODELISATIONS GEOMETRIQUES EN DAO ET CAO Conception Assistée par Ordinateur Département de Génie Mécanique A. NOUREDDINE 2014 - 2015 Modélisation géométrique et du solide Etats-Unis Systèmes « clés en main »approche « fil de fer » PADL : approche la plus formalisée de la modélisation des solides Japon Cadre universitaire : modèles de solides, comme GEOMAP, vers 1978, ou TIFS (avec une des premières approches comportant des notions de boîtes), qui sont eux aussi des systèmes génériques. Europe projets autour de la modélisation des solides, comme COMPAC ou ROMULUS base de la CAO mécanique représentation virtuelle d’objets réels augmentation des performances du matériel informatique Recherche dans le domaine du logiciel CAO DAO Années 70 : systèmes industriels, parmi lesquels le plus caractéristique est probablement GMSOLID (General Motors) Systèmes répondant à des besoins spécifiques dans le domaine de la modélisation des surfaces Coons Bézier De Casteljau … Fournisseurs de CFAO - Grands utilisateurs avancées théoriques base des systèmes actuels Approches Solides Approches Surfaces Résolution mathématique Résolution par structure de données 2D (ou le 2D 1/2) CADAM (Lockheed) Méthodes actuelles présentes au début des années 1980 Algorithmes liés à la modélisation géométrique début des années 1970 2014-2015 2 CAO Les appellations les plus courantes actuellement distinguent les logiciels de • DAO pour les modèles bidimensionnels (2D) Ils ont une connaissance des objets limitée à des vues planes, sans relations entre ces vues. Ils sont bien adaptés au dessin industriel. Certains outils peuvent faciliter des relations partielles entre vues • CAO pour les tridimensionnels (3D) Ces modèles sont subdivisés en trois classes principales les modèles fil de fer (wireframe) : un objet est connu par ses sommets et les arêtes qui joignent ces sommets les modèles surfaciques : les surfaces d’un objet sont connues, mais pas la matière les modèles de solides: les objets sont parfaitement (au moins en théorie) connus DAO et CAO Un logiciel de DAO peut-être considéré comme un logiciel à part entière ou comme un module, intégré dans un ensemble, appelé logiciel de CAO. 3 2014-2015 CAO MODELE GEOMETRIQUE Modèle géométrique Différents types de modèles •modèle paramétré •modèle mathématique •modèle CSG (Constructive Solid Geometry) •modèle BRep (Boundary Representation) ensemble d'outils mathématiques (en particulier géométrie analytique) permettant de définir (géométriquement et topologiquement), dans la machine, la forme de ce qui sera un objet ou un ensemble d'objets matériels 4 2014-2015 CAO En général décrit par programmes Intéressant surtout dans le cas où l’on peut décrire des éléments en fonction de paramètres Le paramétrage interactif devient un aspect bien traité dans certains systèmes On ne conserve que la façon dont doit être construit l’objet en fonction de certains paramètres En général les objets paramétrés sont décrits par des programmes, maintenant en interactif, auquel cas le modèle peut être du type « historique » Un objet particulier est donc simplement décrit par le modèle générateur de toute la famille et des paramètres définissant cet objet en particulier MODELE GEOMETRIQUE Modèle paramétré 5 2014-2015 CAO MODELE GEOMETRIQUE Modèle mathématique Essentiellement appliqués aux courbes et surfaces Les courbes sont en général décrites par « morceaux » Cette définition impose des contraintes, par exemple pour les raccordements à rayon constant ou évolutif On utilise dans tous les systèmes des représentations sous forme polynomiale De nombreux travaux restent en cours sur ces représentations Les deux types de modèles les plus courants dans les systèmes de CFAO sont les courbes et surfaces de Bézier, les courbes et surfaces B-spline Les modèles mathématiques sont intéressants car l’on peut déduire les propriétés directement du modèle mathématique utilisé Par exemple, on choisira une approche B-spline ou Bézier suivant le type d’application (de nombreux paramètres permettent cependant de faire varier l’influence du contrôle dans les deux cas) 6 2014-2015 CAO MODELE GEOMETRIQUE Modèle CSG (Constructive Solid Geometry) La donnée est une collection de formes primitives telles que demi-espaces, sphères, cylindres, domaines limités par des surfaces NURBS (Non-Uniform Rational Basis Splines) et une suite d'opérations booléennes (union, intersection, différence) Ce modèle est appelé ainsi parce qu’il peut être représenté par un arbre, bien qu’un modèle plus général soit de type réseau En général, on trouve aux feuilles de l’arbre les objets primitifs paramétrables et aux nœuds les opérations A chaque nœud correspond un objet, même si celui-ci n’est pas réellement « calculé » En fait, plutôt que de parler d’arbre de construction il vaudrait mieux parler de « conservation de l’historique » Il y a une volonté de conserver une information «générique » Ces modèles ont été introduits depuis relativement peu de temps dans les systèmes de CAO Ils sont assez souvent limités aux opérations booléennes et ne prennent pas forcément en compte tous les types d’objets 7 2014-2015 CAO MODELE GEOMETRIQUE Modèle Brep (Boundary Representation) La donnée est une collection de morceaux de surfaces normalement orientées, censés constituer le bord de l'objet On pourrait résumer ce modèle en disant que le système conserve la « peau » de l’objet et sait, dans la modélisation solide, de quel côté est la matière 8 2014-2015 CAO MODELISATION BIDIMENSIONNELLE Introduction Le DAO permet de représenter un objet matériel de manière simple, en utilisant les techniques classiques du dessin industriel Ce modèle représente donc la pièce par ses contours Ce type d'outils est destiné à des dessinateurs industriels, en tant qu'outils de production de plans Dans ce type de logiciels, le dialogue homme-machine utilise largement le vocabulaire et le processus mental de ce métier Notons que souvent beaucoup de logiciels de CAO sont utilisés pour leurs fonctions de DAO 9 2014-2015 CAO MODELISATION BIDIMENSIONNELLE Définition C'est la plus simple des modélisations Elle permet la création et la manipulation de dessins techniques C'est un outil de traitement de dessins qui gère des points et des lignes sans aucune notion de pièce (au sens mécanique du terme) comme un traitement de textes gère des caractères alphanumériques sans notion concernant le sens du texte Si l'on veut transmettre d'autres informations, elles doivent être explicitement indiquées (par exemple le volume d'une pièce, le nombre de vis d'un ensemble...) 10 2014-2015 CAO MODELISATION BIDIMENSIONNELLE Avantages Le 2D correspond au travail du dessinateur (pour des études simples) Il utilise les mêmes méthodes de travail, ce qui en facilite l'apprentissage Il facilite grandement les manipulations de dessins : que ce soit du transfert ou de la modification. Les facilités de modification induisent deux avantages importants : rendre utile et productive la constitution d'une bibliothèque des pièces déjà existantes. De plus (si la base de données des pièces est correctement structurée) cette bibliothèque sera effectivement utilisée par les dessinateurs car il est plus facile et rapide de modifier localement que de redessiner complètement (comme il est nécessaire de le faire sur une planche à dessin) ; permettre une amélioration de la « justesse » des plans. Quand on modifie un tracé, il est facile de modifier la cote en même temps (si le logiciel ne le fait pas lui même). Les facilités de transfert et copie induisent, elles aussi, deux avantages importants : permettre un gain de temps appréciable pour la constitution des plans de détail (à partir du plan d'ensemble préalablement stocké dans la machine) faciliter « le remontage sur plan » du mécanisme à partir des dessins de définition. Les sorties papier sur tables traçantes permettent d'améliorer la qualité des tracés et des écritures. A partir de là, il est possible de créer un standard. Il est important de noter que le 2D est très souvent indispensable pour l'habillage et la cotation des plans. 11 2014-2015 CAO MODELISATION BIDIMENSIONNELLE Inconvénients La création d'un plan d'ensemble prenait plus de temps que sur la planche à dessin. Mais cette différence tend à disparaître (et même à s'inverser) grâce à l'augmentation de rapidité et de capacité mémoire des nouveaux matériels Par exemple, dans les années 80, avec un PC/XT (8086), le «temps-DAO» est couramment égal à 120-125 % du «temps-planche» Avec un PC/AT (80286), ce temps descend à 100-120 % et avec un PC équipé d'un 80386, il est possible d'atteindre 80-90 % du « temps-planche » Avec la puissance des PC actuels, le dessin-planche n’est pratiquement plus utilisé Les logiciels ne permettent aucune relation entre les différentes vues d'une même pièce ou d'un même mécanisme. C'est ce qui les a souvent fait appeler «planches à dessin électronique» 12 2014-2015 CAO MODELISATION TRIDIMENSIONNELLE Introduction Il existe trois types de modélisation 3D : filaire, surfacique et volumique. Ces modélisations permettent une représentation « réelle » des objets. Elles apportent une aide très précieuse quand la complexité des formes et/ou des représentations de ces formes devient trop importante pour la méthode classique du dessin technique utilisée en 2D. Une des contradictions importantes que doivent résoudre les modélisations tridimensionnelles est la nécessité d'une représentation, la plus réelle possible, des objets et la nécessité d'un temps de réponse le plus réduit possible (pour l'affichage à l'écran). Une solution est de faire varier la modélisation et/ou la représentation utilisée en fonction du stade d'avancement des travaux où elle intervient. Par exemple, dans un même uploads/Industriel/ model-geo.pdf