Méthodologie de modélisation

1. 1
Introduction à la
modélisation 3D
CAO | 2023 | GBE, MRO, OPP

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Plan du cours
• Objectif
• Composition du modèle 3D
• Méthode de modélisation:
– Exemple 1
– Théorie
– Exemple 2
2

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Objectif: modéliser une pièce en 3D
3
que l’on peut
modifier
faire évoluer RAPIDEMENT
Pourquoi?
Développement: Modifications du cahier des charges
Développement: Itérations de versions (optimisation)
Tests / productions: Problèmes expérimentaux (cas de rupture, production)

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Composition du modèle 3D
5

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Les références de base
• Un modèle 3D est toujours composé de références géométriques
permettant d’orienter le modèle dans l’espace.
• Les 3 directions sont souvent nommées X, Y et Z.
• Les références initiales sont
– Un système de coordonnées cartésien (1 point d’origine et 3 vecteurs x, y et z)
– 3 plans orientés suivant les vecteurs (xy, yz, xz)
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L’esquisse 2D
• Une esquisse est le dessin d’une géométrie dans un plan.
• Pour être entièrement définie, une esquisse a besoin d’un plan et d’un
point d’origine.
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Le volume 3D
• Un volume 3D simple est le résultat d’une esquisse 2D à laquelle on
applique un mouvement
– de translation (extrusion)
– de rotation (révolution).
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Rectangle & extrusion
Rectangle & rotation

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Le modèle 3D
• Un modèle 3D est une combinaison de volumes 3D. On peut
additionner ou soustraire des volumes.
9
& =

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Méthode de modélisation:
l’Arbre de modélisation
Exemple
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11. Retour au sommaire
Arbre de modélisation: check-list
0. A quoi sert la pièce?
1. Avec quoi est-elle en contact (interfaces)?
2. Quelle est la géométrie de chaque interface?
3. Comment sont positionnés les interfaces?
4. Quel est le volume de matière pour reprendre les
efforts?
1. Sur les interfaces
2. Entre les interfaces
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12. Retour au sommaire
Arbre de modélisation: tournevis
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13. Retour au sommaire
• 0. A quoi sert la pièce?
Serrer / desserrer une vis.
13
Arbre de modélisation: tournevis

14. Retour au sommaire
Arbre de modélisation: tournevis
• 1. Environnement: avec quoi la pièce à modéliser est-elle en contact?
14
Tournevis
Vis Utilisateur

15. Retour au sommaire
Arbre de modélisation: tournevis
• 2. Quelle est la géométrie des interfaces?
15
Vis Utilisateur
Interface:
Profil de la tête
Exemple: Imbus
Interface:
Main

16. Retour au sommaire
Arbre de modélisation: tournevis
• 2. Quelle est la géométrie des interfaces?
16
Vis Utilisateur

17. Retour au sommaire
Arbre de modélisation: tournevis
• 3. Comment sont positionnés les interfaces?
17

18. Retour au sommaire
Arbre de modélisation: tournevis
• 4. Quel est le volume de matière à ajouter pour reprendre les
efforts?
18

19. Retour au sommaire
Arbre de modélisation: tournevis
• Attention au positionnement des volumes:
bien choisir les références
19
Méthode 1
Méthode 2

20. Retour au sommaire
Arbre de modélisation: tournevis
• MODIFICATION!
Exemple: On modifie la forme de la poignée: pour diminuer le prix, la forme est
simplifiée en extrusion
20
Méthode 1
Méthode 2
Tous les volumes
tombent en échec
Aucun volume ne
tombe en échec.

21. Retour au sommaire
Arbre de modélisation: tournevis
21
• Résultat

22. Retour au sommaire
Fin du cours 1
22

23. Retour au sommaire
Méthode de modélisation:
l’Arbre de modélisation
Théorie
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24. Retour au sommaire
Arbre de modélisation: check-list
0. A quoi sert la pièce?
1. Avec quoi est-elle en contact (interfaces)?
2. Quelle est la géométrie de chaque interface?
3. Comment sont positionnés les interfaces?
4. Quel est le volume de matière à ajouter pour
reprendre les efforts?
1. Sur les interfaces
2. Entre les interfaces
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25. Retour au sommaire
Arbre de modélisation
• 0. A quoi sert la pièce?
Formuler avec un verbe d’action.
Question fondamentale à garder à l’esprit durant toute la modélisation!
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26. Retour au sommaire
Arbre de modélisation
• 1. Environnement: avec quoi la pièce à modéliser est-elle en contact?
L’environnement physique pourra être appelé interface géométrique.
Ne pas oublier les différentes phases d’utilisation!
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Arbre de modélisation
• 2. Quelle est la géométrie des interfaces?
Chaque interface géométrique peut être modélisé par un volume.
Le volume est le résultat de l’extrusion ou la révolution de l’esquisse.
Privilégier les extrusions.
Faire des esquisses simples.
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Révolution d’un rectangle Extrusion d’un cercle

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Arbre de modélisation
• 2. Quelle est la géométrie des interfaces?
Définir les références nécessaires à la définition de chaque volume!
- Les références à privilégier sont les références de base du modèle
(cf. slide «les références de base»)
- Dans tous les cas pour les esquisses 2D et les extrusions il faudra:
- un plan d’esquisse
- un point d’origine
- Pour une révolution il faudra en plus:
- un axe de révolution
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Arbre de modélisation
• 3. Comment sont positionnés les interfaces?
Les volumes définis précédemment sont positionnés dans l’espace l’un
par rapport à l’autre.
Les références choisies pour le positionnement créent des
dépendances entre les volumes.
Il faut minimiser les dépendances en essayant d’utiliser le plus possible
une référence identique.
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30. Retour au sommaire
Arbre de modélisation
• 4. Quel est le volume de matière à ajouter pour assurer la reprise
des efforts?
– Sur les interfaces
– Entre les interfaces
La matière ajoutée dépend
• des efforts à supporter (cours de Statique),
• des propriétés du matériau utilisé (cours RDM),
• du procédé de fabrication (cours procédé de fabrication),
• d’autres facteurs: prix, quantités, poids (cours initiation à la
conception)
30

31. Retour au sommaire
Méthode de modélisation:
l’Arbre de modélisation
Exemple 2
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32. Retour au sommaire
Arbre de modélisation: vis
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33. Retour au sommaire
Arbre de modélisation: check-list
0. A quoi sert la pièce?
1. Avec quoi est-elle en contact (interfaces)?
2. Quelle est la géométrie de chaque interfaces?
3. Comment sont positionnés les interfaces?
4. Quel est le volume de matière à ajouter pour
reprendre les efforts?
1. Sur les interfaces
2. Entre les interfaces
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34. Retour au sommaire
Arbre de modélisation
• 0. A quoi sert la pièce?
Fixer deux éléments.
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35. Retour au sommaire
Arbre de modélisation: vis
• 1. Environnement: avec quoi la pièce à modéliser est-elle en contact?
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Vis
Rondelle
Support
fileté
Pièce à
fixer

36. Retour au sommaire
Arbre de modélisation: vis
• 2. Quelle est la géométrie des interfaces?
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Support
fileté
Rondelle Pièce à
fixer
-Ø taraudage, pas
-épaisseur
-Ø extérieur
-Ø intérieur
-épaisseur
-Ø perçage
-épaisseur

37. Retour au sommaire
Arbre de modélisation: vis
• 2. Quelle est la géométrie des interfaces?
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Support
fileté
Rondelle Pièce à
fixer
-Ø taraudage, pas
-épaisseur
-Ø extérieur
-Ø intérieur
-épaisseur
-Ø perçage
-épaisseur

38. Retour au sommaire
Arbre de modélisation: vis
• 2. Quelle est la géométrie des interfaces?
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Support
fileté
Rondelle Pièce à
fixer

39. Retour au sommaire
Arbre de modélisation: vis
• 2. Quelle est la géométrie des interfaces? Références nécessaires:
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-Extrusion
-origine
-plan
-extrusion
-origine
-plan
-révolution
(balayage)
-axe
-plan
Support
fileté
Rondelle Pièce à
fixer

40. Retour au sommaire
Arbre de modélisation: vis
• 3. Comment sont positionnés les interfaces?
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Support
fileté
Rondelle
Pièce à
fixer
Méthode 1
Méthode 2

41. Retour au sommaire
Arbre de modélisation: vis
• 4. Quel est le volume de matière à ajouter pour reprendre les
efforts?
– Ici, vérifier la compatibilité de la vis avec le couple de serrage.
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42. Retour au sommaire
Arbre de modélisation: vis
• MODIFICATION: On n’utilise plus de rondelle!
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Support
fileté
Rondelle
Pièce à
fixer
Méthode 1
Méthode 2

43. Retour au sommaire
Arbre de modélisation: vis
• MODIFICATION: on change l’empreinte de l’outil de montage!
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Support
fileté
Rondelle
Pièce à
fixer
Méthode 1
Méthode 2
Tournevis

44. Retour au sommaire
Arbre de modélisation: vis
• Pourquoi le tournevis a-t-il été oublié?
On n’a pas considéré les différentes phases d’utilisation de la vis.
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Phase: montage Phase: service