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| MECA0031-2 | Cinématique et dynamique des mécanismes
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| Durée : | 30h Th, 30h Pr |
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| Nombre de crédits : |
| Master en ingénieur civil en aérospatiale, à finalité approfondie, 1re année | | Premier quadrimestre | | 5 |
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| Master en ingénieur civil en aérospatiale, à finalité approfondie (Thrust), 1re année | | Premier quadrimestre | | 5 |
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| Master en ingénieur civil mécanicien, à finalité approfondie, 1re année | | Premier quadrimestre | | 5 |
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| Master en ingénieur civil en aérospatiale, à finalité spécialisée en gestion, 1re année | | Premier quadrimestre | | 5 |
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| Master en ingénieur civil mécanicien, à finalité spécialisée en technologies durables en automobiles, 1re année | | Premier quadrimestre | | 5 |
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| Master en ingénieur civil mécanicien, à finalité spécialisée en gestion, 1re année | | Premier quadrimestre | | 5 |
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| Nom du professeur : | Olivier Bruls |
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Langue(s) du cours :
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| Langue française |
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Contenus du cours :
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| Ce cours vise à familiariser l'étudiant avec les techniques d'ingénierie utilisées pour la conception de systèmes articulés, notamment dans les domaines de la construction automobile (motorisation, suspension), de l'aéronautique (trains d'atterrissage, volets), des techniques spatiales (structures déployables) ou encore des éoliennes.
- Généralités : historique, domaines d'application, topologie d'un mécanisme, degrés de liberté, coordonnées généralisées
- Cinématique : le corps rigide (rotations finies, calcul de position, vitesse et accélération), systèmes multicorps, analyse en coordonnées relatives (méthode de Denavit-Hartenberg, calcul récursif, application à la robotique), analyse en coordonnées absolues (liaisons rigides, articulations)
- Dynamique : principes de d'Alembert et de Hamilton, dynamique du corps rigide, méthode de Newton-Euler récursive pour les systèmes en chaîne ouverte, traitement des contraintes cinématiques (élimination des contraintes, méthode des multiplicateurs de Lagrange), méthode des éléments-finis pour les systèmes multicorps
- Systèmes flexibles : systèmes élastiques discrets, méthode des éléments finis non-linéaires (mesures de déformation, discrétisation spatiale, élément de barre, élément de poutre), technique du super-élément (formulation dans un repère corotationnel, réduction modale)
- Méthodes de résolution numérique : algorithmes d'intégration temporelle pour les équations différentielles ordinaires et pour les équations algébro-différentielles
- Introduction à la dynamique des systèmes mécatroniques : modélisation couplée d'un mécanisme et de son système de contrôle (capteurs, actionneurs, contrôleurs)
- Application à des problèmes relevant de la technique automobile, de l'aéronautique et des techniques spatiales
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Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) du cours :
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- Maîtrise des concepts théoriques de base en cinématique et dynamique des mécanismes
- Compréhension des méthodes utilisées pour l'analyse et la simulation de systèmes multicorps
- Utilisation d'un logiciel de simulation par ordinateur pour résoudre des problèmes pratiques d'ingénierie
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Prérequis et corequis / Modules de cours optionnels recommandés :
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- Algèbre linéaire
- Analyse numérique
- Mécanique rationnelle
- Mécanique du solide
- Programmation MATLAB
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Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement :
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| Séances d'exercices. Séances sur ordinateur pour l'utilisation du logiciel SAMCEF/MECANO (www.samcef.com). Travail pratique à réaliser par groupe de deux étudiants avec les logiciels MATLAB et SAMCEF/MECANO. |
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Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance) :
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| Le cours comprend
- Des séances de cours théoriques
- Des séances de répétition
- Des séances de laboratoire sur ordinateur pour l'introduction au logiciel SAMCEF/MECANO
- 1 TP à réaliser par groupe de deux étudiants avec les logiciels MATLAB et SAMCEF/MECANO. Des séances sont prévues pour le suivi et les réponses aux questions.
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Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours :
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- Des notes de cours seront disponibles sur WebCT
- Livre de référence : M. Géradin, A. Cardona, Flexible Multibody Dynamics - A Finite Element Approach, John Wiley and Sons, Chichester, 2001.
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Modalités d'évaluation et critères :
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| Deux éléments sont pris en considération pour l'évaluation
- l'examen oral de théorie (50%)
- le rapport et la défense orale du travail pratique (50%)
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Remarques organisationnelles :
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| Pour les travaux pratiques, les étudiants sont invités à se procurer les logiciels MATLAB et SAMCEF Student. Ce dernier peut être téléchargé à partir du site www.samtech.com, rubrique "Academic". |
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Contacts :
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| Olivier BRULS : o.bruls@ulg.ac.be |
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