Dimensionnement des Systèmes mécaniques
Les éléments de machines courants font l'objet de normalisations internationale (ISO). Parfois cette standardisation fixe ou même impose les méthodes de contrôle. Les éléments de machines complexes se décomposent en sous-ensembles simples et s'étudient par des méthodes analogues à celles des éléments fondamentaux. A l'heure actuelle, beaucoup d'éléments courants ne peuvent pas encore se calculer exactement car l'effet des diverses parties voisines en contact modifie de fond en comble les sollicitations et le comportement de l'ensemble.
La méthode suivie dans ce cours tend vers une formulation très simplifiée des conditions réelles de fonctionnement et le but principal est de montrer les méthodes et principes de choix.
Les éléments de contenu de ce cours se résume comme suit :
- Calcul des arbres: Vérification d’un arbre aux sollicitations statiques, aux déformations et dimensionnement, …
- Guidage en rotation: choix, calcul des roulements.
- Calcul des éléments d’assemblage: clavettes, cannelures, goupilles, ...
- Etude dynamique des arbres de transmissions
- Étude de cas: Étude des systèmes mécaniques de transmission de puissance (schéma cinématique, modélisation des liaisons mécaniques, dimensionnement des éléments de machines, analyse de solutions technologiques constructives …)
Dynamique des solides
La dynamique des solides a pour objectif d'étudier le mouvement des corps rigides (indéformables) sous l'effet des forces (actions mécaniques) qui leur sont appliquées, et ceci afin de chercher à relier les causes (forces, moments) et les conséquences (mouvements, vitesses, accélérations). Elle s'intéresse à la cinétique, c'est-à-dire la relation entre les forces, la masse, l'accélération et les moments d'inertie, via l'application du Principe Fondamental de la Dynamique (PFD). Ce cours s'intéresse aussi à l'étude de la puissance des systèmes mécaniques indéformables.
Modélisation des systèmes mécatroniques copie 1
La modélisation des systèmes mecatroniques s'appuie sur une décomposition figée à caractère structurel. Ainsi, le système mécatronique comporte:
- une partie opérative(PO) regroupant l'ensemble des mécanismes et actionneurs du système global;
- une partie commande (PC) qui assure la gestion du comportement global du système;
- des interfaces entre la PO et la PC, ainsi qu'avec l'environnement du système (pré-actionneurs, capteurs, Interface Homme Machine...).
Chacune de ces parties est alors modélisée indépendamment des autres, avec des outils incompatibles (CATAI, Spice...), que ce soit d'un point de vue structurel ou d'un point de vue comportemental.
Ce découpage sépare les métiers de la mécanique et les métiers du contrôle-commande (électronique, électromécanique et informatique). En conséquence, il ne permet pas une optimisation aisée du système, ni la vérification simple de la cohérence de son comportement.
La modélisation d'un système mécatronique passe par quatre niveaux d'analyse et de synthèse du système:
- Un niveau d'analyse du BESOIN;
- Un niveau d'analyse FONCTIONNELLE
- Un niveau de synthèse LOGIQUE
- Un niveau de synthèse PHYSIQUE
systemes mecaniques 2
Ce module Systèmes mécaniques 2 s'articule autour des compétences nécessaires pour le travail d’avant-projet de conception dans le domaine de la mécanique.
Ici on propose une démarche de conception et de dimensionnement des composants mécaniques, ce qui va nous permettre de les intégrer dans des systèmes mécaniques complexes.
A la fin de ce cours l’étudiant sera capable de :
- Analyser un système mécanique existant
- Savoir la méthodologie de conception d’un produit
Modélisation des systèmes mécatroniques
Le domaine de la mécatronique (en anglais MECHATRONICS) consiste en l’intégration synergique de trois domaines de l’ingénierie traditionnels, ces trois champs disciplinaires sont :
- Le génie mécanique d'où on tire le mot "MÉCA".
- Le génie électrique ou électronique d’où on tire le mot "TRONIQUE".
- L’informatique.
Le domaine de la mécatronique n’est pas simplement la somme de ces trois grands domaines, mais il peut être défini comme l'intersection de ces zones lorsqu'il est pris dans le cadre de la conception de systèmes.
En outre, le processus de conception ne ce fait pas d’une façon successive, la conception mécanique suivie par la conception électrique et enfin la conception informatique, mais plutôt tous les aspects (mécanique, électrique, et informatique) sont réalisées simultanément pour une conception optimale du produit. La modélisation des systèmes mécatroniques s'appuie également sur une décomposition figée, cette fois-ci à caractère structurel. le système comporte:
- une partie opérative(PO) regroupant l'ensemble des mécanismes et actionneurs du système global;
- une partie commande (PC) qui assure la gestion du comportement global du système;
- des interfaces entre la PO et la PC, ainsi qu'avec l'environnement du système (pré-actionneurs, capteurs, Interface Homme Machine...).
Chacune de ces parties est alors modélisée indépendamment des autres, avec des outils incompatibles, que ce soit d'un point de vue structurel ou d'un point de vue comportemental.
Ce découpage sépare les métiers de la mécanique et les métiers du contrôle commande (électronique, électromécanique et informatique). En conséquence, il ne permet pas une optimisation aisée du système, ni la vérification simple de la cohérence de son comportement.
À ce titre, il est bon de citer Renault à propos des systèmes mécatroniques : {(Le mariage entre mécanique et électronique n'a plus lieu a posteriori, mais a priori; il est inscrit dès le départ dans les gènes du système)}. En conséquence, une nouvelle modélisation s'avère nécessaire pour les systèmes mécatroniques.
Ils existent plusieurs méthodes de modélisation des systèmes mécatroniques tels que:
- la méthode des digrammes blocs
- la méthode des fonctions de transfert
- la méthode des variables d'états
- la méthode utilisant les BONDGRAPH etc..
Dans ce cours on s'intéresse au trois premières méthodes.
Systèmes mécaniques 1
Les éléments de machines remplissent des fonctions mécaniques simples. Ils constituent des organes qui forment des mécanismes qui sont classés en familles possédant des structures semblables.
Les éléments les plus primitifs se composent d'une seule pièce placée entre ou dans d'autres pièces pour former des ensembles plus complexes.
Ce sont les éléments normalisés ou de catalogue comme les goupilles, les clavettes, les ressorts, les roulements, les roues dentées, les arbres de transmissions, etc. Dans la plupart des cas, deux ou plusieurs pièces jointives forment un élément, comme par exemple les boulons, et génèrent une ou plusieurs fonctions.
Afin de choisir, mettre en œuvre et contrôler ces éléments de machines, dans le but de réaliser un mécanisme, on fait appel à plusieurs connaissances professionnelles de l'ingénieur, en particulier aux principes de la mécanique des corps solides, aux propriétés technologiques des matières, aux applications des théories de la résistance des matériaux, de l'élasticité, de la mécanique des fluides, de la thermodynamique, de l'électricité sans oublier les problèmes de fabrication des pièces ou les conditions de montage.
La synthèse de ces notions permet généralement de trouver des solutions acceptables sous une forme rationnelle et surtout économique. Toute discussion sur les fonctionnalités, les efforts et les contrôles d'un élément de machine introduit immanquablement un certain nombre d'hypothèses simplificatrices pendant l'élaboration du modèle de substitution.
L'évolution actuelle des méthodes de conception, tant théorique que pratique, tend à augmenter les connaissances sur les divers facteurs influençant directement les sollicitations, le comportement et la durée de vie des éléments de machines. La précision des résultats s'améliore constamment en introduisant les interactions entre toutes les pièces composantes et les parties annexes. Cette recherche systématique s'opère sur plusieurs fronts :
- Mise en équation du comportement de l'élément et des parties voisines,
- Utilisation de modèles de calcul bi ou même tridimensionnels simulés dans des logiciels appropriés,
- Essais en laboratoire afin de confirmer les hypothèses introduites et les résultats de l'étude théorique,
- Mesures des caractéristiques sur des parties de machines existantes.
Les éléments de machines courants font l'objet de normalisations internationale (ISO). Parfois cette standardisation fixe ou même impose les méthodes de contrôle. Les éléments de machines complexes se décomposent en sous-ensembles simples et s'étudient par des méthodes analogues à celles des éléments fondamentaux. A l'heure actuelle, beaucoup d'éléments courants ne peuvent pas encore se calculer exactement car l'effet des diverses parties voisines en contact modifie de fond en comble les sollicitations et le comportement de l'ensemble.
La méthode suivie dans ce cours tend vers une formulation très simplifiée des conditions réelles de fonctionnement et le but principal est de montrer les méthodes et principes de choix.
Les éléments de contenu de ce cours se résume comme suit :
- Guidage en rotation: choix, calcul des roulements.
- Transmission de Puissance par Engrenages.
- Les trains d’engrenages épicycloïdaux
constitution, types, formule de Willis, rapport de réduction, Conditions de montage…)
- Calcul des arbres: Vérification d’un arbre aux sollicitations statiques, aux déformations et dimensionnement, …
- Calcul des éléments d’assemblage: clavettes, cannelures, goupilles, ...
- Théorie des mécanismes: graphe des liaisons, liaisons en parallèles, liaisons en série, liaison équivalente, chaîne continue ouverte, chaîne continue fermée, chaîne complexe (nombre cyclomatique), mobilité et hyperstatisme d’un mécanisme réel, Système isostatique, système hyperstatique.
Étude de cas: Étude de systèmes mécaniques de transmission de puissance (schéma cinématique, modélisation des liaisons mécaniques, dimensionnement des éléments de machines, analyse de solutions technologiques constructives …)
Culture & Compétences Numériques Semestre 2
Culture & Compétences Numériques Semestre 2
Moemen ben hassine
Culture et compétences numériques S1 GM
SECONDE ŒUVRE ET DECORATION
Le cours Seconde œuvre et décoration, destiné aux étudiants de 2ᵉ année – section Génie Civil, spécialité Bâtiment – de l’Institut Supérieur des Études Technologiques. A pour objectif de compléter la formation en construction en abordant les travaux réalisés après le gros œuvre.
Il met l’accent sur les techniques, matériaux et métiers qui permettent de rendre un bâtiment habitable, confortable, esthétique et conforme aux normes de sécurité.