Contribution à la conception des mécanismes : Analyse des tolérances avec influence des défauts de forme

Abstract

L’analyse des tolérances est une étape importante dans le processus de conception d’un mécanisme, elle permet de relier les tolérances spécifiques des pièces élémentaires constituantes d'un mécanisme et les tolérances fonctionnelles qui représentent les conditions fonctionnelles de ce mécanisme. Cette thèse intitulée Contribution à la conception des mécanismes : Analyse des tolérances avec influence des défauts de forme , présente l’analyse des tolérances géométriques avec la prise en compte de l’influence des défauts de forme. Pour cela, nous avons présenté dans la première partie de ce travail un état de l’art sur les méthodes et les approches utilisées dans l’analyse des tolérances, puis nous avons présenté le principe et l’application de la méthode des domaines qui est basée sur les torseurs des petits déplacements. Ensuite nous avons étudié l'analyse des tolérances de quelques assemblages classiques en utilisant la méthode des domaines. Dans cette analyse nous avons utilisé les approches : au pire des cas et statistique. Enfin nous avons comparé les résultats obtenus avec les deux approches. Dans la deuxième partie de ce travail, nous avons présenté une analyse des tolérances avec prise en compte de l’influence des défauts de forme. En fait cette étude est basé sur la méthode des domaines, mais au lieu de représenter la surface tolérancée avec une surface de substitution (surface des moindres carrées), elle est représentée par les deux surfaces extrêmes qui délimitent la surface réelle. Alors pour assembler deux pièces, on se base sur la surface commune des deux pièces. L’application de ce principe engendre un domaine écart différent de celui engendré avec la méthode des domaines si les défauts de forme sont négligés. Enfin une simulation de plusieurs assemblages est effectuée afin d’estimer le taux de non-conformité qui illustre la différence entre la prise et non des défauts de forme lors de l’analyse des tolérances. Une deuxième partie de ce travail présente une analyse statistique des tolérances avec influence des défauts de forme. Cette étude est basée sur l'hypothèse que les écarts géométriques (d'orientation et de forme) des surfaces suivent des lois de distribution statistique connues. Enfin pour réaliser une simulation 4 de plusieurs mécanismes avec et sans prise en compte des défauts de forme et calculer le taux de non-conformité nous avons utilisé la méthode de Monte-Carlo à l’aide du logiciel matlab. Dans la troisième partie, nous avons présenté une étude de cas qui permet d’illustrer l’influence des défauts de forme sur l’analyse des tolérances. Pour cela nous avons usiné un ensemble des pièces prismatiques de mêmes dimensions, puis nous avons contrôlé les défauts géométriques de ces pièces sur la machine à mesurer tridimensionnelle (MMT), ensuite nous avons pris un échantillon d'assemblages aléatoires constitués de deux pièces afin de pouvoir mesurer et analyser la condition fonctionnelle de ces assemblages. Enfin le traitement des résultats est effectué sous Excel et présentés sous forme des tableaux et des graphes afin de pouvoir les comparer avec les résultats du tolérancement sans prise en compte des défauts de forme.