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Vers ladaptation automatisée des modèles CAO pour la simulation par éléments finis J-C Cuillière, G. Foucault, V. François Roland MaranzanaJean-Claude.

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1 Vers ladaptation automatisée des modèles CAO pour la simulation par éléments finis J-C Cuillière, G. Foucault, V. François Roland MaranzanaJean-Claude Léon Laboratoire LIPPS Gilles Foucault

2 2 Sommaire Problématique du passage CAO-calcul Représentation MCT (Meshing Constraints Topology) Opérateurs de transformation MCT Critères automatiques pour les transformations MCT Résultats de maillage sur les modèles MCT Conclusions

3 3 (Entrée) : Modèle CAO Carte de tailles adaptée au comportement mécanique et à la précision Matériaux + Conditions aux limites (1) Simplification dans larbre de construction CAO (2) Simplification de la topologie des contraintes de maillage (suppression darêtes, de sommet, contraction darête en sommet) (3) Maillage automatique de la géométrie composite Processus dadaptation Approche de simplification de modèle solides volumiques

4 4 Simplification de certaines fonctions de construction Les détails dont la taille caractéristique est inférieure à la taille souhaitée doivent être supprimés pour respecter la carte de tailles souhaitée. perçages et découpages par révolution : –Lensemble des faces du trou a un diamètre faible devant la taille EF suppression de fonction –Une partie des faces du trou a une taille inférieure à la taille EF suppression des faces et de reconstruction Les congés dont le rayon est faible devant la taille EF Les poches et les extrusions dont le profil est faible devant la taille EF D h

5 5 Problèmes de maillage causés par la topologie B-Rep Les modèles CAO ont souvent des faces beaucoup plus petites que la taille des éléments à y construire Mauvaise qualité de maillage, sur-densités : impact néfaste sur le maillage Ralentissement voire échec de lanalyse EF La topologie du modèle CAO nest pas adaptée aux MC (contraintes du maillage) et à la carte de tailles car elle ne reflète que son processus de construction Taille = 1/10 taille EF

6 6 MCT (Topologie des Contraintes de Maillage) Représentation des contraintes de maillage : Représente intrinsèquement les MC (contraintes de maillage) : –La présence de chaque MC entité (face, arête, sommet) est justifiée pour les besoins du maillage : CL, carte de tailles, zones de forte courbure Représente explicitement : –la géométrie des entités –Les relations topologiques dadjacence entre MC entités (graphes dadjacence).

7 7 Exemple de MCT 1)les zones de conditions aux limites (F1, f2) 2)les aspects de formes importants pour le calcul (ex. zones de fortes courbure, arêtes vives) 3)des faces et des arêtes de taille compatible avec la taille de maillage souhaitée Modèle CAO MCT Les MCT entités respectent:

8 8 Description géométrique des contraintes de maillage Chaque MC entité (contrainte de maillage) est un groupe dentité CAO : –MC arête = ensemble darêtes adjacentes –MC face = ensemble de faces adjacentes Opérations de fusion de MC entités, découpage de MC entités

9 9 Opérateurs topologiques MCT Opérateurs qui modifient les 3 graphes dadjacence et les MC entités: Contraction darête sur son extrémité Découpage darête Suppression darête Suppression de sommet Fusion entre sommets dune face

10 10 Critère de suppression darête : largeur de face largeur MC Face < taille minimale Suppression des arêtes dans les parties trop étroites l L min 1-A 1 0 1

11 11 Critère dangle déviation (courbure) Les arêtes situées dans les parties quasiment planes des surfaces ne sont pas nécessaires, et gênent le respect de la carte de taille. max 1-A 2 0 1

12 12 Opération de suppression darête Les critères sont évalués localement sur la discrétisation des arêtes Sommets de séparation entre les parties supprimables et à garder Suppression des parties identifiées

13 13 Critères de suppression de sommets

14 14 Processus dadaptation MCT Région étroite Arête de petite taille

15 15 Maillage des surfaces composites 2. Génération du nœud candidat 1. Maillage des arêtes 3. Génération du triangle Génération de maillage EF sur une MC face (surface composite qui ignore les arêtes supprimées) PiPi P i+1 PcPc

16 16 Quart de piston Triangles de qualité supérieure à 30%

17 17 Support de roulement Modèle CAO initial Adaptation MCT Maillage généré

18 18 Conclusions Un maillage qui respecte la topologie B-Rep CAO est souvent inutilisable pour le maillage et le calcul : il est indispensable de la transformer La MCT fournit des opérateurs automatiques qui permettent de convertir le modèle B-Rep CAO en un modèle qui représente les contraintes de maillage Lien CAO-MCT : direct et bidirectionnel Perspective: évaluation et quantification de limpact des simplifications sur les résultats de calcul J-C Cuillière, G. Foucault, V. François Roland MaranzanaJean-Claude Léon Laboratoire LIPPS

19 19 Questions ? J-C Cuillière, G. Foucault, V. François Roland MaranzanaJean-Claude Léon Laboratoire LIPPS


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