Diverses questions relatives aux procédures et à la conception sont abordées dans cette section. Les informations fournies seront utiles aux concepteurs qui souhaitent travailler avec la simulation dynamique.
Quand utiliser la simulation dynamique ?
La simulation dynamique s'avère utile tout au long du processus de conception. Elle permet d'affiner la conception à différentes étapes :
- Dans le cadre du prototypage numérique, apportez des modifications subtiles à la conception et visualisez les effets obtenus avant de fabriquer les pièces.
- Dans le cadre de l'analyse des échecs, soumettez les produits existants à des simulations. Appliquez les forces que les composants doivent soutenir et déterminez où et quand ils échouent.
La simulation et l'analyse vous aident à élaborer la forme la plus adaptée aux types de mécanismes que vous utilisez.
Quelles sont les connaissances requises pour utiliser la simulation dynamique ?
Les principes suivants vous seront utiles :
- Les contraintes d'ensemble positionnent les composants les uns par rapport aux autres. Lors de la simulation, il est possible que les contraintes d'ensemble créent une surcontrainte du modèle pour les besoins de la simulation. Par exemple, une contrainte d'orientation peut servir de "moteur" pour entraîner le mouvement d'un composant lorsqu'elle est pilotée. Masquez ces contraintes avant d'accéder à l'environnement de simulation dynamique. Passez en revue les contraintes d'ensemble pour identifier celles qui "pilotent" les mouvements, puis masquez-les. Ne masquez pas les contraintes associées à des rapports de type liaison, car elles sont converties en liaisons.
- Activée par défaut, l'option Convertir automatiquement les contraintes en liaisons standard convertit un placage et insère des contraintes dans les liaisons standard dès que vous accédez à l'environnement de simulation dynamique. Cette opération permet d'accélérer le processus de simulation.
Si vous souhaitez en savoir plus sur la manière dont les contraintes participent à la création d'une liaison, activez l'environnement de simulation et passez en revue la liste des liaisons créées automatiquement. Ensuite, dans la boîte de dialogue Simulation dynamique, désactivez l'option de conversion automatique des contraintes (ce qui supprime les liaisons créées automatiquement) et construisez les liaisons manuellement. Vous pouvez par la suite supprimer les liaisons manuelles et réactivez la conversion automatique.
Remarque : Lorsque l'option Convertir automatiquement les contraintes en liaisons standard est activée, la seule liaison standard à votre disposition est la liaison spatiale. Vous pouvez poursuivre l'ajout de liaisons non standard. - Pour les liaisons de contact 2D, il est recommandé d'augmenter les pas temporels en multipliant la valeur par défaut de 100/s par 4 à 10. Selon le nombre de pas temporels et la position des composants, un contact 2D peut se produire entre deux pas. L'augmentation du nombre de pas permet de faire coïncider le contact avec un pas temporel.
- Inventor est livré accompagné de didacticiels qui expliquent les principes de base. Pour en connaître la liste, cliquez sur Aide
Outils d'apprentissage Didacticiels Autodesk Inventor Simulation.
Quelle est la différence entre les liaisons et les contraintes ?
Les contraintes sont utilisées dans les ensembles pour positionner les composants les uns par rapport aux autres. Inventor propose les contraintes de base suivantes, certaines dotées de modificateurs :
- Placage
- Affleurement
- Orientation
- Tangence
- Logement
- Rotation
- Rotation/Translation
- Transition
Au sein de l'environnement d'ensemble, il est possible de faire glisser les pièces ou de piloter une contrainte afin de vérifier le mouvement des composants. Seule la géométrie est alors respectée ; les données telles que la vitesse, l'accélération et les charges ne sont pas disponibles.
Dans l'environnement de simulation dynamique, ce sont les liaisons qui permettent d'obtenir les résultats. Il est possible de définir les paramètres dynamiques des liaisons, telles que le frottement, l'amortissement ou la raideur. Il existe des liaisons standard (pivot, glissière, rotule, etc.) et des liaisons avancées (contact, roulante, coulissante, etc.) :
Les liaisons standard se construisent selon trois méthodes :
- Conversion automatique des liaisons (par défaut)
- Conversion manuelle des contraintes en liaisons
- Conversion manuelle au moyen d'un jeu de sélections et de valeurs saisies
Les liaisons avancées se construisent manuellement au moyen d'un jeu de sélections et de valeurs saisies.
Pourquoi des contraintes d'ensemble s'affichent-elles dans le navigateur de simulation ?
Le navigateur de simulation répertorie les contraintes d'ensemble en tant que noeuds enfant, ce qui permet de savoir quelles contraintes contribuent à une liaison particulière. La plupart des options de menu contextuel de contrainte sont disponibles.
Que se passe-t-il en cas de modification d'une contrainte ? La modification d'une contrainte contribuant à une liaison est susceptible de modifier la liaison et les degrés de liberté.
Par exemple, une liaison de pivot présente deux contraintes : un placage axial et un placage de face ou d'affleurement pour le positionnement. Remarquez ce qui se passe lorsque l'une des contraintes est masquée :
| Liaison en cours de modification | Action | Liaison obtenue |
|---|---|---|
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Le placage de face ou d'affleurement est masqué. |
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Le placage axial est masqué. |
|
Dans le navigateur, la contrainte masquée s'affiche avec le noeud de composant et est supprimée du noeud Liaison.
Que se passe-t-il si la conversion automatique des contraintes est désactivée ?
Si vous désactivez la conversion automatique des contraintes en liaisons standard, toutes les liaisons sont supprimées, ce qui permet de créer manuellement les liaisons adéquates. Pour créer des liaisons manuellement, utilisez l'option Insérer une liaison ou Convertir les contraintes de l'ensemble.
Si vous réactivez la conversion automatique des contraintes, des liaisons standard sont calculées et créées lorsque vous cliquez sur OK.
Existe-t-il une liste des liaisons obtenues à partir des contraintes ?
La liste des liaisons obtenues à partir des contraintes est disponible dans l'aide. Voir Liaisons pour la table de conversion.
Est-il possible d'utiliser des sous-ensembles ?
Vous pouvez utiliser des sous-ensembles. Par défaut, les sous-ensembles sont considérés comme des corps rigides. Pour créer des liaisons entre des sous-ensembles, vous devez rendre l'ensemble flexible.
Cliquez avec le bouton droit de la souris sur l'ensemble et choisissez Flexible.
Quels sont les facteurs de déplacement des composants ?
Un composant se déplace en fonction du degré de liberté de la liaison et du mouvement imposé. Pour imposer un mouvement :
- Cliquez avec le bouton droit de la souris sur une liaison et choisissez Propriétés du corps. La boîte de dialogue Propriétés du corps s'affiche.
- Activez l'onglet Degré de liberté.
- Cliquez sur l'icône Modifier le mouvement imposé
.
- Cochez l'option Activer le mouvement imposé et définissez la règle de mouvement.
Pourquoi tous les composants se trouvent-ils dans le dossier Bloqué ?
Dans Inventor 2008, tous les composants étaient bloqués au moment de l'activation de l'environnement de simulation dynamique. Cela se produit lorsqu'aucune liaison n'est définie.
Vous pouvez considérer que les choses se passent comme suit. Dans l'environnement d'ensemble, le premier composant est bloqué par défaut. Ensuite, tous les composants sont non contraints, à moins que vous ne leur appliquiez des contraintes.
Dans la simulation dynamique, tous les composants sont bloqués jusqu'à ce que vous définissiez des liaisons pour ces composants. Les liaisons déterminent le degré de liberté. Si tous les composants sont "non bloqués", le calcul de simulation prend énormément de temps et risque de produire des résultats aléatoires.
Tout composant bloqué dans l'environnement d'ensemble est bloqué lorsque vous accédez à l'environnement de simulation. Si vous créez un ensemble en utilisant les valeurs par défaut d'Inventor, le composant bloqué est le premier placé dans l'ensemble.
Dans l'environnement de simulation dynamique, lorsque l'option de conversion automatique des contraintes est DESACTIVEE, tous les composants sont placés dans le dossier Bloqué. Au fur et à mesure que vous ajoutez des liaisons, vous définissez les degrés de liberté pour induire le mouvement d'un composant sous forme de groupe mobile.
Lorsque l'option de conversion automatique des contraintes est ACTIVEE (par défaut), les composants sont répartis dans leurs groupes mobiles. Selon les liaisons attribuées par le moteur de conversion automatique des contraintes, il est possible que les composants restent dans le dossier Bloqué.
Pourquoi le frottement de liaison est-il ignoré lors de la simulation d'une force inconnue ?
La simulation de force inconnue correspond au calcul statique d'une séquence de positions. Aucune vitesse n'est définie dans les liaisons. Le modèle de friction de la liaison suit une règle, selon la vitesse dans le degré de liberté (la force de friction est égale à 0.0 lorsque la vitesse est nulle). Une simulation de force inconnue est caractérisée par une absence de friction. Pour la même raison, l'amortissement est ignoré dans les joints (en fonction de la vitesse). Une charge externe définie par une règle temporelle, dans le graphique d'entrée, présente toujours la même valeur temporelle : 0.0.
Puis-je utiliser la simulation dynamique avec des ensembles et des composants créés avec la commande Créer des composants ?
Vous pouvez analyser des ensembles et des composants créés avec la commande Créer des composants. Tenez compte des conditions suivantes lorsque vous effectuez une simulation dynamique de ce type de modèle :
- Les contraintes d'ensemble (contraintes de schéma et contraintes converties) créées automatiquement par la commande Créer des composants peuvent produire des liaisons redondantes lorsque l'ensemble est ouvert pour la simulation dynamique. En cas de liaisons redondantes, vous pouvez mener des études précises du mouvement, mais ne pouvez pas calculer une solution unique pour les charges sur ces liaisons. Pour calculer une solution unique, résolvez les redondances de liaison avant d'effectuer la simulation.
- Dans un flux de travail vertical, vous gérez les modifications des ensembles et des composants par le biais du schéma. Pour résoudre des redondances de liaison sur des ensembles créés avec la commande Créer des composants, choisissez Ensemble contrôle la position (3D) dans le menu contextuel Contrainte du schéma. Cela permet d'ajouter des degrés de liberté à l'ensemble. Vous pouvez également exécuter la commande Cinématique 3D sur les contraintes converties pour ajouter des degrés de liberté. Si l'ensemble contient des sous-ensembles flexibles, vous devrez peut-être modifier ceux-ci pour ajouter des degrés de liberté.
- Les ensembles créés avec la commande Créer des composants présentent généralement des contraintes du schéma entre les composants et la pièce du schéma. Pour ajouter des degrés de liberté, vous devrez peut-être désactiver l'option Contraindre au plan du schéma dans le menu contextuel du composant.
- Vous pouvez désactiver la conversion automatique des contraintes en liaisons standard et créer manuellement les liaisons adéquates. Souvenez-vous que la pièce du schéma se comporte comme un ancrage sur les composants d'ensembles créés avec la commande Créer des composants. Par conséquent, vous devrez peut-être créer des liaisons entre les composants et la pièce du schéma pour que ces éléments soient correctement positionnés pendant la simulation dynamique.
Est-il possible d'utiliser la simulation dynamique avec des pièces créées uniquement depuis des géométries d'esquisse ?
Oui, toutes les pièces du mécanisme peuvent être élaborées à partir d'une esquisse. Dans ce cas, la simulation dynamique définit la masse des groupes mobiles à 1 kg et la diagonale de la matrice d'inertie à 0.01 kg.m². Par conséquent, il est possible d'exécuter la simulation pour obtenir des résultats cinématiques. Les résultats dynamiques reposent sur ces valeurs de masse et d'inertie automatiques.
Quelle est la différence entre les liaisons roulantes 1C et 2C ?
La liaison roulante 1C applique une seule contrainte, roulante mais non coulissante, entre deux corps. La liaison roulante 2C applique la même contrainte de roulement ET une contrainte de tangence. La liaison roulante 1C est utilisée lorsque les deux corps sont déjà tangents en raison de la géométrie. Ils restent tangents au cours de la simulation en raison de la construction du mécanisme. La liaison roulante 2C est utilisée pour maintenir artificiellement la tangence, car la construction du mécanisme pourrait entraîner la séparation des deux corps.
Pourquoi le temps de calcul d'un simple masse-ressort paraît-il si long ?
Pour résoudre les équations dynamiques, le moteur de simulation utilise en algorithme avec modification automatique du pas temporel. La masse (M) et la raideur (K) du mécanisme peuvent réduire le nombre de pas temporels nécessaires. Pour obtenir une bonne précision de résolution, le pas temporel équivaut à 
. Si la raideur (K) est élevée et/ou la masse (M) est faible, le pas temporel est réduit, ce qui entraîne un temps de calcul élevé. Vérifiez les valeurs de masse et de raideur, il arrive souvent de confondre les unités. Par exemple, il est normal que la simulation prenne du temps si l'on utilise des liaisons de contact 3D présentant une raideur importante.
Quelles précautions doivent être prises avec un mécanisme surcontraint ?
Un mécanisme surcontraint peut se déplacer mais, selon l'hypothèse retenue pour la simulation dynamique, le nombre de charges (forces et moments) à calculer dans les liaisons du mécanisme est trop élevé. Cette situation est due à l'absence de jeux dans les liaisons et les pièces rigides. Les résultats sont corrects pour les positions, les vitesses et les accélérations, mais la solution obtenue pour les charges de la liaison n'est pas unique. Un système à quatre barres comportant uniquement des liaisons de pivot, par exemple, est surcontraint. Il se déplace parce que les axes de rotation sont parfaitement parallèles dans le modèle. Il est cependant impossible de fournir une solution unique pour toutes les charges de la liaison. Si vous changez deux liaisons de pivot en un pivot glissant et une liaison sphérique, le mécanisme n'est pas surcontraint. La solution obtenue pour les charges de la liaison est désormais unique.
Pourquoi les liaisons disponibles sont-elles moins nombreuses que dans Inventor 11 ?
Le moteur de réduction des contraintes est apparu dans Inventor 2008 et demeure dans les versions ultérieures. Ce moteur génère automatiquement des liaisons standard à partir des contraintes de l'ensemble. Cette caractéristique permet de désencombrer la vue en plaçant les liaisons créées dans le dossier Liaisons standard du navigateur.
Si vous ne souhaitez pas créer automatiquement les liaisons standard, activez les paramètres de simulation dynamique et désactivez l'option de conversion automatique des contraintes. Toutes les liaisons sont supprimées. Vous pouvez alors ajouter manuellement les liaisons dont vous avez besoin.
Est-il possible d'accéder à la simulation dynamique par le biais de l'API ?
Il est actuellement impossible d'utiliser l'API pour piloter la simulation dynamique. Nous sommes conscients de la demande en la matière et la prendrons en compte dans une prochaine version.
Est-il possible d'effectuer l'analyse statique des ensembles ?
La simulation dynamique peut calculer les forces et les moments des liaisons même lorsqu'il n'y a pas de mouvement. Dans un tel cas, les effets dynamiques n'existent pas et la simulation dynamique fournit des résultats statiques.
Par exemple, élaborez un pendule, bloquez le degré de liberté de la liaison de pivot et appliquez une force externe à l'extrémité libre. La simulation dynamique dispose de la force et du moment nécessaire dans la liaison pour compenser la force externe.
Vous pouvez également construire une liaison de "point-plan" à l'autre extrémité du pendule pour le bloquer, puis appliquer une force externe. La simulation dynamique dispose également de la force et du moment dans les deux liaisons.
Informations utiles
- Dans la simulation dynamique, les groupes (pièces ou sous-ensembles) sont rigides. La flexion et la torsion de ces éléments sont ignorées.
- Dans cette hypothèse, le mécanisme peut être surcontraint. La simulation dynamique élabore une résolution quelle que soit la condition, mais les forces et les moments des liaisons ne représentent qu'une solution parmi bien d'autres possibles, et non l'unique solution.
Quelles actions entraînent la mise à jour des charges exportées vers MEF ?
Les charges identifiées pour l'exportation vers MEF sont mises à jour à chaque fois que l'une des opérations suivantes est effectuée :
- Vous activez ou annulez un pas temporel dans la colonne adéquate.
- Vous cliquez sur OK dans la boîte de dialogue Générer la série.
- Vous sélectionnez une pièce à exporter.
- Vous supprimez une pièce de la section d'exportation.
- Vous masquez une pièce dans la section d'exportation.
- Vous cliquez sur OK dans la boîte de dialogue Paramètres après avoir modifié le type d'exportation (Analyse des contraintes AIP ou ANSYS Workbench).
- Vous activez ou désactivez l'option Evénements précis.
- Vous validez la boîte de dialogue Sélection des faces porteuses.
En quoi les pas temporels et les images différent-ils lors de l'exécution d'une simulation ?
Les pas temporels et les images sont deux types de sortie distincts d'une simulation.
Les pas temporels correspondent au nombre d'étapes que le logiciel utilise pour piloter la simulation de manière correcte. Le logiciel optimise le nombre de simulations complexes afin que les données adéquates soient disponibles pour le graphique de sortie. Le nombre de pas temporels est toujours supérieur ou égal au nombre d'images spécifié. Vous avez la possibilité de consulter le graphique de sortie et de visualiser le pas temporel correspondant à l'incrément spécifié ou un pas temporel choisi au hasard en cliquant dans la fenêtre du graphique de sortie.
La valeur Images représente le nombre d'images affichées lors de la lecture de la simulation. Vous pouvez spécifier le nombre de votre choix. Par défaut, cette valeur est 100/s.
Avec ce réglage par défaut (Heure de fin : 1 s, Images : 100), une simulation d'une seconde produit 100 images pour la lecture. Une image à chaque centième de seconde (0.01 s). Les pas temporels seraient au nombre de 100/s pour la simulation. Si la complexité l'exige, le logiciel peut augmenter le nombre de pas temporel.
Comment formater le fichier texte d'une spline ?
Si vous souhaitez entrer un fichier texte contenant des points, la structure du fichier doit être la suivante :
|
// commentaires |
Vous pouvez inclure une ou plusieurs lignes de commentaires dans le fichier. Chacune des lignes doit être précédée de "//". Les lignes de commentaires sont facultatives. Elles permettent essentiellement d'indiquer l'objectif de la spline. |
| [Tangentes] T1 T2 | Spécifiez la valeur de la tangente pour les points de début (T1) et de fin (T2) du secteur. Ces valeurs correspondent à la pente "initiale" et "finale" dans l'interface utilisateur. Si vous ne spécifiez aucune valeur, une tangente implicite de 0.0 (horizontale) est prise en compte. De même que les lignes de commentaires, cette ligne est facultative. Toutefois, comme nous l'avons souligné, si aucune valeur n'est indiquée, la tangente est supposée. |
| X 1 Y 1 | la liste des coordonnées de point (vous pouvez lister autant de points que nécessaire). Spécifiez un point par ligne. |
| Exemple |
// // points de spline entrés pour la simulation // Valeur : couple de liaison (N mm) // Référence : Temps (s) [Tangentes] -3.40775 -5.27803 +0.000 +0.000 +4.313 +1.510 +7.954 -9.756 +1.000 +0.000 |
Pourquoi aucune liaison n'est créée automatiquement pour certains engrenages cylindriques Design Accelerator créés avant Inventor 2009 ?
Les engrenages cylindriques hérités ne reflètent pas les améliorations effectuées récemment. Il n'est donc pas nécessaire de mettre à jour les jeux d'engrenage pour leur apporter ces améliorations. Lorsque vous travaillez avec des engrenages cylindriques hérités, vérifier les éléments répertoriés ci-dessous.
- Assurez-vous que l'option Convertir automatiquement les contraintes en liaisons standard est activée.
- Assurez-vous que l'ensemble d'engrenages cylindriques est défini sur Flexible.
- Si les engrenages cylindriques ont été créés dans la version AIP 2008 ou une version antérieure, effectuez l'une des opérations suivantes :
- Cliquez avec le bouton droit de la souris sur le jeu d'engrenages et choisissez Modifier à l'aide de Design Accelerator. Dans Design Accelerator, cliquez sur Calculer, puis sur OK. Le jeu d'engrenages est mis à jour.
- Cliquez avec le bouton droit de la souris sur le jeu d'engrenages et choisissez Composant Résolution manuelle (au bas du menu contextuel).