Ministère de l’Enseignement Supérieur, de la recherche scientifique et de la te

Ministère de l’Enseignement Supérieur, de la recherche scientifique et de la technologie Université Tunis El Manar وزارة ا   ا وا ا  وا    ار Département Génie Mécanique Support De Cours CONCEPTION ASSISTÉE PAR ORDINATEUR Pour Les Élèves De 2ème année Génie Industriel Elaboré par : Riadh SAIDI riadh.saidi@enit.rnu.tn Année universitaire: 2012/2013 Conception Assistée par Ordinateur ENIT Page 2 « Le pari des entreprises est que la CAO permettra une hausse semblable de la productivité des ingénieurs. » Le terme conception assistée par ordinateur signifie toutes les techniques qui permettent la conception d’un produit en utilisant l’informatique que ce soit dans le domaine de la mécanique, que dans le domaine de l’électricité, du civil, ou le domaine de l’architecture, etc… Concevoir un objet tel qu’il soit, avec un système CAO nécessite des outils informatiques plus ou moins complexes, selon les cas, pour donner à l’utilisateur final les moyens de dialoguer avec le système CAO. Cet utilisateur final sera appelé dans toute la suite « opérateur » dialoguer avec le système cela peut vouloir dire : • créer des éléments ; • modifier des éléments ; • comprendre les états de la conception en cours ; • faire exécuter les opérations de simulation ; • avoir un retour (feedback) du système, pour comprendre l’effet de telle géométrie ou telle action. Ce cours s’oriente principalement aux techniques de la conception assistée par ordinateur qui recouvrent le domaine de la mécanique. Dans ce cours, on suppose que toutes les notions de base relatives au dessin industriel en mécanique sont acquises ; à savoir, les notions de formats, de types de traits, de sections, de coupes, de représentations des vues en deux dimensions ou d’objets en trois dimensions, de cotations, de lecture des mécanismes (en coupe ou non) même les plus complexes et enfin d’éléments mécaniques (ressorts, roulements, engrenages, vis et écrous, goupilles, chaînes, rivets, etc.). Le cours Conception Assistée par Ordinateur sera présenté selon le plan suivant : • Terminologie de la CAO, types de logiciels en CAO ; • Introduction à CATIA : personnalisation, barres d’outils, menus, navigateur ; • Construction géométrique de base : atelier d’esquisse, outils de construction, contraintes ; • Modélisation solide : extrusions, révolution, perçage, congés et arrondis, … ; • Assemblage : intégration et création de pièces, positionnement, pièces standards, contraintes, matériaux, … ; • Dessin (2D), mise en plan, conventions, création des vues, mise des côtes, annotations, … ; Ce cours est accompagné de séances de travaux pratiques qui permettront aux étudiants d’exploiter d’une façon concrète les connaissances acquises dans ce cours. Evaluation : • Test • Examen fin d’année à la fin du programme Conception Assistée par Ordinateur ENIT Page 3 Chapitre 1 Introduction à la conception assistée par ordinateur     1. Définition de la CAO  1.1 Historique 1.2 Evolution de la CAO : 1.3 La conception 1.4 La conception assistée 1.5 La conception assistée par ordinateur  1.6 Critères de choix d'un système CAO 1.7 Avantages de la CAO 2. La CAO au bureau d’études  2.1 Introduction  2.2 Rôle du bureau d’études  2.3 Répartition des tâches dans un bureau d’études  3. Modélisation géométrique en CAO  4. Conclusion : La CAO du futur   Conception Assistée par Ordinateur ENIT Page 4 1. Définition de la CAO “La CAO est une technique dans laquelle l’homme et l’ordinateur sont rassemblés pour la solution des problèmes techniques en une équipe qui allie étroitement les meilleures qualités de chacun d’eux, de telle manière que l’équipe travaille mieux que chacun séparément.” D'après D.T.Ross. En d’autres termes, la CAO c’est l’ensemble des outils et procédures utilisant l’informatique et permettant d’établir une synergie entre l’homme et l’ordinateur en mettant au mieux à profit leurs qualités complémentaires d’une part, en conférant à l’ordinateur les travaux de stockage d’information et d’analyse routinière fastidieux et automatisables comme l’établissement de nomenclatures, la mise en place et la consultation de catalogues, la cotation de plans, l’analyse d’effets de tolérance, la résolution de grands systèmes d’équations, etc., et d’autre part, en laissant à l’homme les travaux de synthèse créatrice. Toutefois, on notera que l’expression Conception Assistée par Ordinateur peut être trompeuse, car elle peut laisser croire que l’ordinateur supplante pratiquement le concepteur. L’observation immédiate permet de constater que l’ordinateur peut manier un très grand nombre de données quantitatives ou logiques, les traiter à grande vitesse, et cela sans erreur, alors que l’homme excelle dans l’appréhension qualitative des spécifications, des structures et des résultats. 1.1 Historique L’emploi de l’ordinateur dans les projets et les bureaux d’études qui cherchent toujours à trouver des solutions à la fois économiques et de bonne qualité, conduit à une informatique qui possède ses caractères propres ; c’est différent de la gestion, de la banque, du pur calcul. A ne pas confondre la CAO (conception assisté par ordinateur) avec la DAO. Dans la DAO (dessin assisté par ordinateur), l’ordinateur sert seulement à dessiner plus rapidement, plus sûrement, plus précisément ; à mieux gérer les plans. Dans la CAO, le dessin est couplé au calcul : toute information de dessin donnerait accès à une information de performance, tout détail ou toute modification ajoutée au dessin se traduirait en un détail ou une modification de ces performances. Concevoir un objet tel qu’il soit, avec un système CAO nécessite des outils informatiques plus ou moins complexes, selon les cas, pour donner à l’utilisateur final les moyens de dialoguer avec le système CAO. Cet utilisateur final sera appelé dans toute la suite « opérateur » dialoguer avec le système cela peut vouloir dire : • créer des éléments ; • modifier des éléments ; • comprendre les états de la conception en cours ; • faire exécuter les opérations de simulation ; • avoir un retour (feedback) du système, pour comprendre l’effet de telle ou telle action. 1.2 Evolution de la CAO : La conception et la fabrication sont le cœur des activités contribuant à la réalisation des produits qui peuvent être écoulés sur le marché et qui peuvent rapporter un profil. De nombreux changements se sont produits ces trois dernières décennies dans le domaine de conception et de la fabrication. Il y a eu, tout d’abord, le développement de la CAO ensuite la FAO (fabrication assisté par ordinateur). Le système de CAO des années 60 supporte le dessin bidimensionnel (2D) ensuite, l’extension des systèmes (2D) aux systèmes (3D) a aboutit au développement du modèle filaire. Ce pendant, ce Conception Assistée par Ordinateur ENIT Page 5 modèle ne peut représenter des géométries de niveau plus haut tel que les surfaces. Et ce n’est qu’au début des années 70 que les modèles surfaciques sont apparus. C’est une représentation de niveau plus élevée que la filaire mais pas assez pour représenter les volumes ou les solides. Le besoin des modèles solides a été ressent avec l’évolution de la commande numérique et de la méthode des éléments finis. Au début des années 70 la modélisation solide a commencé à se répandre. Maintenant, les systèmes CFAO (conception et fabrication assisté par ordinateur) supportent l’ensemble des trois modèles (filaire, surfacique et volumique) et intègrent plusieurs fonctionnalités (Multi-Utilisateur, gestion des accès, gestion des versions…). En 1980 Auto desk a distribué ses premiers releases d’AutoCAD sur PC parmi les nombreux systèmes de haute gamme développés pour des plateformes PCS sous environnement Windows. 1.3 La conception La recherche d'une définition de la conception assistée par ordinateur est un exercice plutôt futile, et nous avons préféré une explication plus proche du vécu du travail de l'ingénieur. Il s'agit d'imaginer, de formuler des solutions pour remplir des fonctions bien définies à l'intérieur d'un ensemble de contraintes. Généralement, l'atteinte d'une solution (d'un design) n'est pas directe sauf pour des problèmes extrêmement simples. Le processus est plutôt itératif tel qu'illustré à la Figure 1.1. De façon simpliste, on distingue d'abord le choix d'un modèle représentant le phénomène physique du problème. Ensuite, un premier design est élaboré et, on vérifie si les contraintes sont satisfaites. On modifie le design et on répète jusqu'à ce que le design vérifie les contraintes. On peut décrire la conception ou le design comme un processus itératif au cours duquel un objet est conçu et modifié afin qu'il puisse remplir des fonctions bien définies et se conformer à un ensemble de contraintes. On identifie plusieurs étapes dans cette démarche: i) création d'un modèle de l'objet, ii) analyses, essais et simulation, iii) construction de prototypes, iv) modifications, v) réalisation de l'objet. À quelques variantes près dans l'enchaînement de ces étapes, la méthodologie est la même que l'objet, soit un barrage, un circuit électrique, une pièce mécanique, etc. Autres caractéristiques communes à l'ensemble des activités de conception sont les moyens ou média utilisés par le concepteur: i) outils analytiques - formules empiriques et équations issues de modèles mathématiques. Ceux-ci sont utilisés aussi bien lors de la création d'un modèle, lors de son analyse, ou des modifications; ii) information - propriétés et caractéristiques de toutes sortes, design antérieurs, etc. Ces informations auxquelles l'ingénieur fait appel sont uploads/Ingenierie_Lourd/ conception-assistee-par-ordinateur.pdf

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Ingénierie conception modèle assistée ordinateur solide
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