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Assemblages flexibles

Les travaux concernent la prise en compte de la flexibilité de composants dans le comportement des assemblages. Le domaine d'application privilégié est l'assemblage aéronautique. Ces travaux sont en effet réalisés en partenariat avec EADS dans le cadre d'un Groupe de Recherche Concerté intitulé « assemblages flexibles ».



Flexibilité en tolérancement

L'étude de l'influence des défauts géométriques sur le comportement des assemblages est un domaine de recherche historique de l'équipe. L'hypothèse de corps rigide a été levée dès 2002 avec les travaux de thèse de G. Cid en partenariat avec PSA. Dans le cadre de l'assemblage de pièces de carrosserie, la déformation des pièces est en effet du même ordre de grandeur que leur défaut de forme et ne peut être négligée lors des études d'assemblabilité et de respect des exigences fonctionnelles telles les jeux et les affleurements. Ces premiers travaux ont permis de mettre en place les bases de calcul de comportement.



    Les travaux se sont ensuite poursuivis avec EADS sur la période autour de la problématique de l'assemblage aéronautique pour résoudre des problématiques industrielles telles que :

    Assistance à l'assemblage par la mesure

    Une méthode générique d'optimisation de valeurs de réglages par la mesure a été proposée et brevetée. La mise en œuvre de la méthode a nécessité le choix d'un modèle de représentation du défaut de forme des composants, la mise en place des outils de simulation mécanique, le développement d'un démonstrateur. La méthode a été testée avec succès en condition réelle d'assemblage d'une porte d'hélicoptère. Un logiciel (FitFlex) a été développé par EADS sur la base de ces travaux.

    Evaluation de l'assemblabilité de tuyauteries

    Dans le processus actuel d'installation des tuyauteries dans un aéronef, les fixations (réglables ou non) sont fixées sur la structure puis le tube est installé dans les fixations sous des critères d'efforts d'installation. Pour être sûr que l'assemblage puisse se faire, des supports réglables sont parfois utilisés plutôt que des supports fixes au détriment de la masse. Une méthode d'évaluation des efforts d'installation a été mise en place qui a nécessité la prédiction des défauts géométriques des tubes en fonction des caractéristiques des moyens de production, la prise en compte de la séquence d'assemblage des tubes sur les fixations, l'aide au choix du type de supports à utiliser. Une maquette a été développée sur la base d'un produit AIRBUS et plusieurs modes de représentation des résultats ont été proposés.


    Tolérancement flexible

    L'objectif est de prédire le comportement d'assemblages avec défaut dès la conception des produits. Pour être réaliste, la simulation doit intégrer le comportement des composants dans les zones de contact nominales. Pour intégrer cet aspect dans la simulation mécanique, les travaux ont été réalisés en partenariat avec Laurent Champaney, professeur à l'ENS de Cachan. La méthode de tolérancement flexible proposée consiste à produire numériquement des pièces avec défauts, les assembler virtuellement et observer si les exigences imposées sont respectées. Etant donné que le tolérancement flexible nécessite un grand nombre de simulations non linéaires, celles-ci doivent être rapides pour être exploitables ce qui a conduit à l'étude du choix du modèle mécanique à utiliser. La génération des pièces avec défauts a été réalisée en utilisant une représentation modale des défauts géométriques.



    Assistance à l'élaboration de gammes d'assemblage innovantes

    Les travaux consistent à assister au choix de gamme d'assemblage suivant plusieurs critères : coût des composants en fonction de la précision de fabrication, coût des moyens de fabrication choisis, taux de non-conformité de l'assemblage simulé. Une méthode d'assistance au choix de gamme générique a été développée et une plateforme logicielle proposée. Au cours de ces travaux, une structuration des données d'assemblage a été proposée, une méthode d'évaluation du coût des composants et des moyens de production a été proposée, une méthode d'estimation du taux de conformité proposée. Pour parvenir au choix optimal des tolérances et des méthodes d'assemblage, une réduction de modèle mécanique a été proposée en utilisant un méta modèle (utilisation de réseaux de neurones) et une méthode d'optimisation multi objectifs a été mise en place.


    Les travaux en cours portent sur la validation des modèles et méthodes proposés durant la période dans le cadre du projet européen Locomachs.