FreeCad FEM exploitation des résultats

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FaDa3D
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Re: FreeCad FEM exploitation des résultats

Postby FaDa3D » Wed Jun 03, 2020 1:58 pm

Bonjour,
46Cpi wrote:
Wed Jun 03, 2020 10:07 am
Et encore si les 2 faces étaient parallèles, hors un miroir est concave donc avec une épaisseur en coupe dissymétrique. Dans mon cas en plus d’être concave, le verre est épais, alvéolé, et donc la répartition des masses est spécifique. Il faut donc une simulation 3D représentative.
Avec la précision que tu demandes et la forme du miroir (concavité, alvéoles, ...), on ne peut pas échapper à une modélisation 3D représentative. Tu aurais dû le dire plutôt.
Je viens de comprendre la constitution du barillet : un trio de rotules posé sur une rotule et ainsi de suite ... Une image serait la bienvenue.
Je ne vois pas comment tu vas pouvoir ajuster le barillet : on parle de nanomètres et les ajustements en z que tu pourras faire sont au mieux de l'ordre du centième de mm. Selon moi, ce sont d'abord les positions relatives optimales en x et y des appuis les uns par rapport aux autres qu'il faut rechercher (leur distribution sur le disque). Ensuite donner des déplacements de l'ordre du centième pour voir l'influence des imprécisions inconnues du barillet et seulement à titre d'infos.
46Cpi wrote:
Wed Jun 03, 2020 10:07 am
Voilà pourquoi j’ai tant besoin des liaisons déplacement/force équivalente et force/déplacement équivalent, pour calculer la géométrie du barillet optimal et quantifier les répercutions sur la face optique des incertitudes de fabrication du barillet.
Je ne comprend pas ce besoin, on parle de déformée du miroir, donc de longueurs, donc de déplacement en z de points d'appui par rapport à d'autres. Les forces importent peu tant que les contraintes dans le miroir ne sont pas excessives.

Voilà ce que je comprend de ton problème.
A+
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46Cpi
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Re: FreeCad FEM exploitation des résultats

Postby 46Cpi » Wed Jun 03, 2020 5:38 pm

Désolé FaDa3D j'aurais du en parler plus tôt.
exemple de barillets trouvés sur le Net

Barillet 9 points et son verre
Barillet 9 points et son verre.png
Barillet 9 points et son verre.png (103.93 KiB) Viewed 229 times
Barillet 18 points
Barillet 18 points.png
Barillet 18 points.png (894.03 KiB) Viewed 229 times
Barillet 18 points et son verre
Barillet 18 points et son verre.png
Barillet 18 points et son verre.png (91.24 KiB) Viewed 229 times
Schéma Barillet 18 points
18 points.PNG
18 points.PNG (42.9 KiB) Viewed 229 times
Schéma Barillet 30 points
30 points.PNG
30 points.PNG (45.5 KiB) Viewed 229 times
Selon moi, ce sont d'abord les positions relatives optimales en x et y des appuis les uns par rapport aux autres qu'il faut rechercher (leur distribution sur le disque).
En résumé c’est tout à fait ce que tu dis.

1 - définir les formes des triangles sur rotules et des bascules, la position de toutes ces articulations répartissent des efforts (fixes pour Alex ). La géométrie définie une déformation inévitable, mais on cherche l’optimale.
2 - imprécision de la géométrie réelle génère une déformation plus grande. Même s’il est préconiser de le réaliser avec grand soin le 0,01mm est impossible, j’imagine que l’imprécision de la mécanique de l’ordre de quelques % serait acceptable mais encore faut-il le vérifier sur la déformation de la surface optique et là ce qui compte se n’est pas la flèche maximum (le PTV Peak to Valley) mais le RMS de la déformation.

Pour mieux comprendre le barillet, il existe un soft reconnu dans le monde amateur : Plop
Mais présente plusieurs inconvénients, il est réservé uniquement au disque de verre plein et en simulation 2D d’avoir des plots collés.
facile à tester en automatique
http://davidlewistoronto.com/plop/

Il existe un module 3D - Z88, donc plus « juste » ici les plots ne sont pas collés mais le disque est tenu latéralement par une sangle.
Tout l’aide est là :
http://www.skyinspector.co.uk/use-of-plop

Bref dans Plop on peut modéliser toute géométrie d’un barillet avec maîtrise mais pour un disque plein. Dans mon cas je suis obligé de passer par les forces/déplacements, plus précisément par le rapports des forces entre elles et comme tu disais par des modification de X et Y des géométries pour l’incertitude.
Pour info le barillet 30 points apporte un gain de 50% par rapport au 18 points. Mais il est plus compliqué à réaliser ...
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-alex-
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Re: FreeCad FEM exploitation des résultats

Postby -alex- » Wed Jun 03, 2020 6:06 pm

46Cpi wrote:
Wed Jun 03, 2020 10:07 am
Alex je pensais que tu avais compris qu’un barillet était 3 points de bases transposés en un nuage de points d’appuis (plots sur rotules), via des bascules et triangles articulés dont toutes les articulations sont aussi des rotules. Donc tous les appuis sont en contact et exercent une réaction locale fonction de la géométrie du barillet et fonction du poids local du verre au-dessus aux appuis du même module. Donc je ne veux pas utiliser d’efforts variables, mais cependant une différence de géométrie du barillet par rapport à son théorique donnera une déformée différente.
Ok, j'avais compris le principe, mais je pensais que tu ne voulais pas utiliser un tel barillet. J'ai pris le miroir que tu m'as envoyé en PM pour le châssis, j'ai cru que le nom de fichier était un abus de langage. Il faut dire qu'il ait tellement nervuré, ça ressemble bigrement à de la mécanosoudure acier.
En fait j'ai cru qu'il s'agissait du châssis + miroir (et je n'ai pas réalisé que la face miroir était concave....)
Je plaide coupable, mais tu aurai dû me détromper quand je t'ai proposé un modèle 2D, qui clairement est inadapté pour un tel miroir.
Ok, on efface tout (ou presque), et on recommence :D

Je reformule: tu veux poser un miroir concave dont la face arrière est très nervurée sur un système de bascules du type ci-dessous:
barillet.png
barillet.png (186.01 KiB) Viewed 221 times

FaDa3D a il me semble émis l'hypothèse de plusieurs étages de bascules, pourrais tu préciser si ton système sera similaire à l'image? ou possédera t'il un empilage de bascules pour démultiplier encore plus les points d'appuis?

Exemple 2D dans le plan vertical, un verre simulé par 2 longues droites parallèles dont la distance entre ces 2 droites matérialise l’épaisseur du verre, et 2 appuis localisés par une balance (bascule) classique à 2 plateaux (les 2 appuis) et l'axe pivot (le point de base), la déformée minimale sera obtenue lorsque l’axe pivot est placé au milieu des 2 appuis (répartition équivalentes au 2 appuis).
Mais si l’axe pivot est décalé par rapport au milieu des 2 appuis, l’un appuiera moins et l’autre plus et la déformée du verre sera plus importante.
Si maintenant les 2 droites ne sont pas parallèles (épaisseur variable du verre, verre concave), la déformée minimale du verre ne correspondra pas à la position du pivot au milieu des 2 appuis. Et un écart par rapport à sa position optimale ou une différence de la distance entre les appuis génèrera une déformée plus grande et différente que dans le cas précédant.
Ici tu décris donc la section du miroir, et le principe de répartition des efforts de réaction distribués par les bascules. On trouve le même principe de répartition de charge dans les systèmes d'élingage à palonniers et écarteurs d'élingues:
palonnier-ecarteur-elingues.png
palonnier-ecarteur-elingues.png (82.31 KiB) Viewed 221 times
Pour revenir à l’exemple de la balance bascule supportant un verre, certains diront qu’une balance est équilibrée si les 2 poids (forces) dans les plateaux sont identiques. Je dirais plutôt qu’elle est en équilibre fonction du rapport des masses (rapport des forces) et en fonction de sa géométrie la longueur de ses bras et la position de l’axe pivot (loi du barycentre ou loi des moments). Voilà pourquoi j’ai tant besoin des liaisons déplacement/force équivalente et force/déplacement équivalent, pour calculer la géométrie du barillet optimal et quantifier les répercutions sur la face optique des incertitudes de fabrication du barillet.
Oui, si l'on résonne à l’extrême en imaginant placer l’appuie de base de la bascule au droit d'un des appuis, l'autre appuis ne voit plus de charge.

Edit: tu m'a grillé pendant que je faisait le post, on a une débauche d'images d'un coup :mrgreen:
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-alex-
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Re: FreeCad FEM exploitation des résultats

Postby -alex- » Wed Jun 03, 2020 6:58 pm

Ok, le principe de fonctionnement étant claire, la stratégie précédente reste valable je pense, avec modèle 3D.
- Modèle maillé 3D du miroir
- blocage en Z des arrêtes circulaires, ou de points de contact plutôt, vu la géométrie réelle je ne pense pas que ça face de différence significative, et cela dé-contraindra le modèle
- ajout d'une force quasi nulle en Z à chaque point de blocage

Ainsi, en première analyse tu obtiens les forces de réaction comme précédemment, et dans un second temps tu peux injecter plus ou moins de force à chaque appui, le modèle reste stabilisé par les blocages.
Ce que j'ai indiqué avant reste également vrai, tu ne pourra aller que jusqu'à annuler les forces de réaction, pas plus, tout décollement des appuis étant bien sur impossible avec l'utilisation de contraintes de type "déplacement".
Voilà, ya plus qu'a ;)
Par contre vu ton miroir 3D et le nombres d'éléments de maillage, chaque itération risque de ramer un peut, à voir....
Dans un premier temps maille ton modèle avec Gmsh sous FreeCAD, mais dès que la méthode sera validée, essais de le mailler directement sous Gmsh avec des éléments quadrangulaires pour optimiser les qualité de ton maillage et minimiser le nombre d'éléments (voir la chaine Anisim pour cela, le tuto de l'anneau élastique https://youtu.be/fgPBS7CZZ-Q).
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Re: FreeCad FEM exploitation des résultats

Postby 46Cpi » Wed Jun 03, 2020 7:07 pm

Salut Alex ce coup-ci c'est toi qui m'a doublé
"beaucoup d'images" oui mais c'est plus parlant même si on y voit pas tout :D

proposé un modèle 2D non c'était utile en particulier pour le lien déplacement/force ...

pourrais tu préciser si ton système ser ... l'image?
Oui pour la version 18 points. Petit détail dans ton image l'appui rotule sous le triangle semble être placé au centre de gravité de la géométrie du triangle impliquant une répartition homogène sur les 3 plots. Dans mon cas ce ne serait pas le cas il sera légèrement décalé, les forces sur le cercle C1 doit être différente de celles des 2 autres plots du cercle C3. La définition part du rapport des forces entre C3/C1
18 points.PNG
18 points.PNG (42.9 KiB) Viewed 206 times
ou possédera t'il un empilage de bascul ... d'appuis?
ça c'est la version 30 appuis où effectivement la base d'un des triangle repose dans l'angle du triangle de dessous.
Ici il y trois cercles de plots C1 C2 et C3. La définition du barillet part du rapport des forces C2a/C1 C2b/C1 et C3/C1 (C2a et C2b sont légèrement différent à cause de la répartition des masses). Et la base du triangle inférieur (donc son appuis sur la bascule de base) doit être relativement excentré.
30 points.PNG
30 points.PNG (45.5 KiB) Viewed 206 times
Cédric
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Re: FreeCad FEM exploitation des résultats

Postby Cédric » Sun May 02, 2021 7:19 pm

Bonjour, je me suis mis depuis peu à Freecad, logiciel super avec de puissants outils, cependant j'ai testé une pièce avec FEM et j'ai constaté des résultats vraiment pas réalistes, je rebondi donc à ce qui se dit ici. J'ai réalisé une sorte de ressort plat plié et je voulais vérifier son comportement, ci-joint la pièce meshée au repos et en contrainte avec sa déformation complètement irréaliste.

Je pense que ce logiciel a de grandes possibilités d'évolution, le rendre encore plus simple et intuitif serait un grand plus, je prend l'exemple de Sketchup où l'on peut s'aligner facilement sur un point en appuyant sur la touche Shift et garder ainsi l'alignement. Je ne code pas donc une interface simple et intuitive permet d'être plus efficace. En tout cas la communauté à l'air active, ce logiciel mérite de se bonifier, quelques bugs parfois et une certaine rigidité pour résoudre les problèmes de dépendances dans l'arborescence mais ce sont des problèmes qui peuvent disparaitre. A défaut de pouvoir aider avec le code je peux donner des idées mais je pense que déjà beaucoup de monde beaucoup plus calés que moi s'en chargent.

En tout cas au plaisir d'échanger avec vous...
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Re: FreeCad FEM exploitation des résultats

Postby -alex- » Mon May 03, 2021 5:09 pm

Bienvenu Cédric,
Cédric wrote:
Sun May 02, 2021 7:19 pm
cependant j'ai testé une pièce avec FEM et j'ai constaté des résultats vraiment pas réalistes, je rebondi donc à ce qui se dit ici. J'ai réalisé une sorte de ressort plat plié et je voulais vérifier son comportement, ci-joint la pièce meshée au repos et en contrainte avec sa déformation complètement irréaliste.
Je me permet juste de préciser que de mémoire ici il ne se disait pas que les résultats étaient faux ;-)
En FEM les erreures proviennent souvent de la modélisation ou des hypothèses, et c'était plutôt ça le problème dans ce sujet.
Il faut dire que le cas d'étude de @46Cpi n'était pas très courrant car il cherchait à observer de très petits déplacements sur une structure avec de nombreux dégrès de liberté et des contacts, ce n'est pas de type d'analyse statique la plus courante. J'espère qu'il a réussi.
De mon point de vue l'atelier FEM FreeCAD donne des résultats exacts en statique avec Calculix, bien que des bugs puissent survenir de temps en temps au cours du développement. Cependant les développeurs de l'atelier FEM ont mis en place des procédures de contrôle qui permettent de valider les résultats attendus sur des cas de test unitaires.
Pour les cas que j'ai eu à traiter cet atelier ne m'a jamais déçu. Je peux par exemple mentionner le cas d'une étude à contacts multiples effectuée sur une structure très massive et dont les valeurs numériques des déformations et des contraintes correspondaient aux valeurs réelles mesurées sur le système.
Concernant ton ressort je serai curieux de voir ce qui ne va pas, envoie nous le fichier si tu veux bien qu'on y jette un coup d'oeil.