COSMOS Motion CosmosMotion 2006-2007

Sommaire Interface Utilisateur de COSMOSMotion Présentation produit Quelques nouveautés de la version 2006-2007

Interface Utilisateur Barre d’outils Menu déroulant Assistant de création Arbre de construction

Présentation CosmosMotion

Liaisons cinématiques standards Pivot Pivot glissant Glissière Rotule Cardan Plan Encastrement Vis As well as these joint types, Cosmos/Motion also maps across the tangency constraints such as: cylinder-cylinder cylinder-plane cylinder cone etc Les liaisons simples sont utilisées pour contraindre le mouvement relatif de deux corps rigides en les connectant physiquement.

Liaisons cinématiques standards Étant donné qu'une liaison vis contraint un degré de liberté en mettant en relation une translation et une rotation, nous divisons ce degré de liberté entre la translation et la rotation.

Liaisons primitives Sur ligne Sur Plan permet uniquement un mouvement en translation d'une pièce par rapport à une autre Sur ligne Sur Plan Les liaisons primitives servent à appliquer des liaisons géométriques standard.

Création de liaisons et de liaisons primitives

Coupleurs Couple le mouvement d'une liaison pivot, pivot glissant ou glissière au mouvement d'une autre liaison pivot, pivot glissant ou glissière. Un coupleur supprime un degré de liberté supplémentaire du modèle Motion.

Mouvements moteurs

Mouvements moteurs Temps (t) Déplacement

Mouvements moteurs Temps (t) Déplacement

Mouvements moteurs Les fonctions AKISPL et CUBSPL sont utilisées pour relier ces points de données. Cubic : OK même si les points ne sont pas régulièrement espacés. Akima : Très rapide mais les points doivent être régulièrement espacés.

Ressorts Linéaires Force ressort F=-kx Force d’action

Ressorts de torsion Couple ressort M=-kΔθ Couple d’action

Amortisseurs Linéaires Force d’action Amortissement F=-cv

Amortisseurs de torsion Couple d’action . Amortissement M=-cθ

Force et moment d’action simple Pièce sur laquelle la force est appliquée Pièce servant de référence pour la direction de la force Si la force est reliée au bâti, la direction de la force est fixe. Les fonctions s’appliquent de la même manière que pour les mouvements moteurs Les forces agissent sur une seule pièce Composant de référence : on indique à CM le composant qu’il doit prendre en compte pour orienter la force. Direction; On lui dit quelle arête ou quelle normale à une face du composant de référence va servir de direction. The relative or reference part defines how the force direction varies with time. If ground is the reference part, then the force direction is locked for the simulation. If the reference part is the same as the one the force is applied to, then the force direction will remain fixed in direction relative to the part. ie as the part rotates, the force direction will rotate the same amount also. As with joint definitions, the location and direction can be defined using any geometry, but it is still treated as being associated with the part the force is applied to.

Force et moment d’action réaction Première pièce Seconde pièce La direction de la force est la liaison des points des deux pièces Les fonctions s’appliquent de la même manière que pour les mouvements moteurs La valeur de la force est égale et de signe opposé sur les 2 pièces The force line of action is always directly between the two points on the parts.

Force d’impact Les forces d'impact sont utilisées pour simuler la collision entre deux pièces. Lorsque deux pièces se rapprochent à une distance spécifiée, ou moindre, la force d'impact devient active et une force spécifiée par les paramètres d'impact est appliquée aux deux pièces qui entrent en collision

Force d’impact Force de ressort d’une force d’impact unidirectionnelle Force d’amortissement d’une force d’impact unidirectionnelle

Force d’impact Distance: Durant la simulation, quand la distance entre les point d'impact des pièces est égale à ce paramètre, l'impact se produit. Rigidité: il s'agit de la raideur de l'interaction aux limites entre les deux pièces. Celle-ci doit être réglée approximativement à la raideur du matériau des deux pièces qui entrent en collision. Exposant: l'exposant de la caractéristique force-déformation. COSMOSMotion modélise la collision en utilisant une fonction de force exponentielle. Pour les caoutchouc, on prendra un exposant de 2 ou 3. Pour les métaux; 1.3-1.5 Amortissement Max: le coefficient d'amortissement maximum de l'interaction aux limites. Indique la perte d’énergie enregistrée lors de la collision (souvent 0.1 à 1% de K). Pénétration: la distance de pénétration aux limites lorsque l'amortissement complet a lieu. Plus elles se pénètrent, plus la valeur de l’amortissement augmente jusqu'à sa valeur max pour cette valeur de pénétration

Contact Came Galet suiveur

Contact Courbes co-planaires Contact 3D

Contact Point - courbe - Impose à un point d'un corps rigide d'être en contact avec une courbe d'un deuxième corps rigide Courbe - courbe - Force une courbe à rester en contact avec une deuxième courbe. Contact 3D - Applique une force pour empêcher les corps de pénétrer l'un dans l'autre. Cette option n'est active que si les pièces sont en contact.

Contact courbe-courbe Came Galet suiveur

Contact courbe-courbe

Contact 3D

Définition du contact 3D I- Basé sur K, C, L et n (comme la force d’impact) II- Basé sur le coefficient of Restitution (ou coefficient de perte d’énergie): autre méthode de gestion de pénétration. Basé sur la conservation du moment en fonction de la perte d’énergie pendant la pénétration. Se rapporte à la capacité des matériaux à restituer l’énergie mise en jeu lors de chocs. Par exemple, une balle à rebond à un fort coefficient de restitution, alors qu’une balle en mousse en a un faible. Conseillé lorsque les pièces ne sont pas en contact continu.

Définition du contact 3D Friction Les forces de friction de Coulomb sont basées sur 2 coefficients: statique et dynamique. Le coefficient statique est utilisé pou calculer les forces de friction lorsque la pièce est au repos. Vitesse (mm/sec) Vitesse transitionnelle de friction statique : 0,1 mm/sec Vitesse transitionnelle de friction dynamique : 10 mm/sec Coefficient de friction statique : 0,30 Coefficient de friction dynamique : 0,25

Export de résultats vers… Excel COSMOSWorks Une animation AVI / VRML Un fichier texte

Système de coord. des résultats I- Résultats Internes (dans COSMOS Motion) Les résultats sur les pièces sont donnés dans le système de coordonnées global. Les résultats de type ‘déplacement’, ‘vitesse’, ‘accélération’ des liaisons sont donnés dans le système de coordonnées de la liaison Les Forces et moments de réaction sont donnés dans le système de coordonnées global. Les forces et moments de réaction aux liaisons sont mesurés à l’origine de la liaison.

Système de coord. des résultats Type de liaison Axe de liaison Direction de la liaison Pivot Axe Z Axe de rotation Pivot glissant Axe de rotation / translation Glissière Axe de translation Appui plan Normal au plan Rotule ------------------------------------ Cardan Axes définis sur pièces Encastrement Hélicoïdale Point sur ligne Point sur plan Axes parallèles Orientation Axes perpendiculaires

Système de coord. des résultats II- Résultats externes (en export)

Export des résultats vers CosmosWorks But : Import des chargements dynamiques Après avoir vérifié que le mécanisme fonctionne correctement dans COSMOS Motion, vous voudrez aussi vérifier que les efforts générés au cours du cycle seront supportés de manière satisfaisante par les pièces. Avec COSMOSWorks, vous pouvez importer automatiquement les chargements depuis COSMOSMotion afin de vérifier la tenue des pièces de votre mécanisme.

Export des résultats vers CosmosWorks Lancer votre étude dynamique. Sauvegardez votre étude. Repérer pour une liaison ou une pièce le pas de temps critique (exemple; Force de réaction de liaison maximale).

Export des résultats vers CosmosWorks Pour les liaisons de la pièce à analyser, sélectionnez les faces définissant les liaisons. (i.e où les chargements seront appliqués dans CW) Dans la barre de menu de COSMOSWorks, cliquez ‘Import de Chargements Dynamiques’.   Dans la boîte de dialogue Importer des Chargements Dynamiques, sélectionnez la pièce que vous voulez analyser dans COSMOSWorks et la/les pas de temps de l’étude.

Export des résultats vers CosmosWorks Ouvrez la pièce à étudier en analyse structurelle et ouvrez cette pièce. Passez dans COSMOSWorks; une étude statique a été automatiquement créée.

Solveur et Hyperstatisme Lorsqu’un système est hyperstatique, deux liaisons ou plus « combattent » pour contraindre un degré de liberté. Dans les cas simples, le solveur supprime automatiquement les contraintes redondantes. Dans des situations plus complexes, le solveur peut ne pas supprimer les bonnes contraintes. La simulation s’effectue mais peut ne pas donner les résultats escomptés.

Solveur et Hyperstatisme Le solveur recherche les contraintes redondantes et essaie de les résoudre Le solveur suit une certaine logique dans la suppression des contraintes redondantes. Celles-ci seront libérées selon l’ordre suivant : Contraintes de rotation Contraintes de translation

Solveur et Hyperstatisme Cela signifie que : Le solveur recherche les contraintes de rotation redondantes qu’il peut supprimer. S’il ne peut totalement résoudre l’hyperstatisme de cette manière, il essaie ensuite de supprimer des contraintes de translation. Si le processus échoue, le solveur s’arrête et affiche un message demandant de vérifiez les contraintes superflues ou contradictoires dans le mécanisme (ou de vérifier s’il est dans une position bloquée).

Les nouveautés CosmosMotion 2006-2007

COSMOSMotion 2006-2007 Prise en charge des contraintes d’engrenage, de came et de limite Intégration avec la simulation de mouvement Liaisons flexibles Ressorts et amortisseurs non linéaires Prise en charge des contraintes d’engrenage, de came et de limite COSMOSMotion prend désormais en charge une grande variété de géométries primitives et de contraintes avancées telles que les contraintes d’engrenage, de came, etc. Cette fonctionnalité offre la possibilité d’utiliser des configurations de mécanismes, éliminant le recours à un processus manuel de création de liaisons. Intégration avec la simulation de mouvement Importation automatique de données de mécanisme obtenues lors d’une simulation de mouvement en vue d’analyses de mouvement plus avancées Liaisons flexibles Possibilité de convertir toutes les liaisons en liaisons flexibles Elimination automatique des mécanismes redondants/sur-contraints, ce qui se traduit par des résultats plus exacts et plus cohérents Ressorts et amortisseurs non linéaires Les utilisateurs peuvent désormais simuler des ressorts et des amortisseurs non linéaires et modéliser ainsi avec précision des scénarios réalistes. Démonstration : Ouvrez l’assemblage \COSMOSMotion-Nonlinear Springs\front end sim.SLDASM. Passez dans COSMOSMotion et faites défiler jusqu’au bas du Manager pour développer le dossier « Tracés XY ». Cliquez à l'aide du bouton droit de la souris sur ???« superimposition… » (superposition)??? et sélectionnez ???l’option « Montrer »???. Exécutez la simulation d’une analyse à l'aide de ressorts non linéaires. Déchargez les résultats et développez le dossier « Ressorts ». Cliquez à l'aide du bouton droit de la souris sur « Ressort » et sélectionnez « Propriétés ». Sous l’option « Expression de la force », montrez les différentes options d’expression disponibles.

COSMOSMotion 2006-2007 Positionnement de liaisons à l’aide de points d’esquisse Courbe SW 3D à partir des tracés de trajectoires Comparaison des résultats de différentes simulations Positionnement de liaisons à l’aide de points d’esquisse Des points d’esquisse SolidWorks peuvent être utilisées pour définir l’emplacement des liaisons, forces, etc. Pas besoin de modifier les géométries (ex. à l’aide d’une ligne de séparation) pour en spécifier l’emplacement exact Courbe SW 3D à partir des tracés de trajectoires L’utilisateur peut désormais créer des courbes SW directement à partir des résultats de tracés de trajectoires. Pas besoin d’exporter et d’importer les données de tracés de trajectoires par le biais d’un format de fichier externe Démonstration : 1. Ouvrez \COSMOSMotion- Trace Path\Cam Synthesis. 2. Passez dans COSMOSMotion et exécutez la simulation. 3. Sous « Résultats », développez le dossier « Tracé de trajectoire ». Ensuite, cliquez à l'aide du bouton droit de la souris sur ???« TracePath »??? (Tracé de trajectoire) et sélectionnez l’option ???« Copier la courbe dans une pièce SolidWorks »???. 4. Acceptez le réglage par défaut et cliquez sur OK. 5. SW ouvre alors automatiquement la pièce « cam.SLDPRT » avec la courbe « courbe1 ». 6. Faites pivoter la pièce et mettez en surbrillance la courbe. Comparaison des résultats de différentes simulations Les utilisateurs peuvent désormais sauvegarder les résultats d’une simulation et les superposer à ceux d’une autre simulation. Ils peuvent ainsi comparer des résultats et sélectionner la meilleure conception de mécanisme.