La place de la simulation dans l'enseignement de la mécanique 1 Jean-Jacques BATONDominique TARAUD.

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1 La place de la simulation dans l'enseignement de la mécanique 1 Jean-Jacques BATONDominique TARAUD

2 Simuler Hypothèses Définition de: Pièces (masse, inertie, CdG) Liaisons Efforts Mobilité, hyperstaticité Type d’étude: cinématique, dynamique... Conditions initiales Calcul multi-position Position, trajectoire… Mouvement relatif Vitesse Effort Energie Modification Optimisation Exploitation des résultats Analyse Calcul Modélisation CONCEPTION SIMULATION Outils de simulation mécanique intégrés aux modeleurs 2

3 Simuler pour mieux comprendre Hypothèses Définition de: Pièces (masse, inertie, CdG) Liaisons Efforts Mobilité, hyperstaticité Type d’étude: cinématique, dynamique... Conditions initiales Calcul multi-position Position, trajectoire… Mouvement relatif Vitesse Effort Energie Modification Optimisation Exploitation des résultats Analyse Calcul Modélisation Hors domaine de compétence Activités possibles… Avec prudence… 30 CONCEPTION SIMULATION 3

4 Simuler pour mieux comprendre  visualise (et modifie ?) le modèle géométrique 3D  observe l’animation du mécanisme  consulte et analyse les résultats préparés par le Maître à son intention… Le Maître sur son ordinateur:  élabore un scénario autour de l’étude d’un mécanisme  construit le modèle du mécanisme, et procède à son étude  définit les résultats qu’il souhaite faire découvrir à l’Elève L’Elève sur son ordinateur: 4

5 Simuler pour mieux comprendre 5

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10 10

11 Simuler pour mieux comprendre 11

12 Simuler pour mieux comprendre 12

13 Simuler pour mieux comprendre 13

14 Simuler pour mieux comprendre 14

15 Simuler pour mieux comprendre 15

16 Cela semble peu réaliste… Simuler pour expliquer 16

17 Cela semble tout autant irréaliste… Simuler pour expliquer 17

18 Simuler pour expliquer 18

19 Simuler pour expliquer Rien ne se passe……. 19

20 Le mouvement ne s’arrête pas… Ajoutons la gravité Simuler pour expliquer 20

21 L’amplitude du mouvement décroît progressivement Ajoutons la gravité et du frottement Simuler pour expliquer 21

22 Simuler pour expliquer 22

23 Simuler pour expliquer 23

24 Simuler pour expliquer 24

25 A BC Simuler pour expliquer 25

26 Simuler pour expliquer 26

27 Simuler pour expliquer 27

28 Simuler pour expliquer

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30 30

31 Simuler pour expliquer 31 6 pistons 5 pistons

32 Simuler pour résoudre 32

33 Simuler pour résoudre

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37 déplacement réel de la lame modèle sinusoïdal Simuler pour résoudre

38 vitesse accélération Simuler pour résoudre

39 Jerk Simuler pour résoudre

40 Mécanisme Actions mécaniques Dynamique souhaitée mesurée Commande + - DAO Simulation classique Simulation asservissement Simuler pour résoudre

41 Correction asservie en phase d’accélération Simuler pour résoudre

42 Mesure sur le mécanisme Modèle numérique Simuler pour résoudre

43 43

44 Simuler pour résoudre 44

45 Simuler pour résoudre 45

46 Simuler pour résoudre 46

47 Simuler pour produire 47

48 Simuler pour produire 48 Modification Optimisation Exploitation des résultats Analyse Calcul Modélisation CONCEPTION SIMULATION Simuler pour mieux comprendre Simuler pour expliquer Simuler pour résoudre

49 49 Certaines des illustrations ont été empruntées à: Christian Mathiotte (Lycée Descartes, Tours) François Alin (Lycée Roosevelt, Reims) L’équipe de CPGE du lycée La Martinière, Lyon