Suite de l’article “Dessiner un arrosoir en surfacique sur Catia V5 – Part 1” dans lequel nous avions commencé la modélisation d’un arrosoir en plastique rotomoulé basé sur une construction surfacique.

Nous allons ici voir comment:

• Modifier cette horrible anse pour avoir une chance d’en placer quelques uns chez les particuliers ; )
• Assembler la pomme d’arrosoir et l’arrosoir lui-même afin de vérifier que cela pourra se vendre ensemble : )
• Faire en sorte que les dimensions principales de l’arrosoir soient réglées pour atteindre le volume cible indiqué dans la Catpart fonctionnelle.

C’est parti pour ce deuxième article…

Comment dessiner un arrosoir en surfacique sur Catia V5

Commençons par le plus simple…

Modification de l’anse

Nous serons tous d’accord pour dire que l’anse est affreuse.
Modifions alors le guide (dans sa partie avant) pour la rendre plus agréable à l’œil.

Il nous faut comme élément de référence le profil du dessus du corps de l’arrosoir. On le trouve dans le set géométrique portant le nom de “dessus”. Il suffit de projeter cette esquisse dans celle du guide de l’anse.
On détruit alors le petit arc de cercle qui se trouvait vers l’avant pour en redessiner un comme cela:

Bien sûr à la sortie de l’esquisse, le plan normal à la courbe qui passait par le point extrémité ne trouve plus son parent (le point) et le modèle tombe en erreur.

Il suffit alors de pointer sur la nouvelle extrémité.
On sélectionne alors Sommet.4 puis éditer et on montre avec le bouton 1 le point extrémité de la courbe

Le “plan.3” n’est plus en panne mais cette extrémité servait également dans l’esquisse du profil de l’anse.
Oui, le point était projeté pour ensuite dessiner le cercle.
Nous avons alors une autre erreur à résoudre.

De la même façon, on sélectionne “sommet.1” et on montre le nouveau point extrémité.
La mise à jour passe et voilà le résultat.

C’est un peu plus standard comme design.
On peut retravailler encore le guide mais vous avez compris le principe d’un modification.

Sauvegardons !

Assemblage avec la pomme d’arrosoir.

Pour voir à quoi ressemble notre produit assemblé, il nous faut une Catproduct.
Fichier/ Nouveau / Catproduct.

On peut lui donner un nom… “Arrosoir Ensemble” en faisant Alt+Entrée sur le produit (en haut de l’arbre) ou simplement bouton droit sur l’étiquette Produit et propriété.

On peut alors y ajouter nos Parts.
On peut faire un glisser déposer (ou copier/coller de la part sur le produit) lorsque la catpart est en session (le multi-fenêtrage aide beaucoup).

Il nous faut aussi la pomme d’arrosoir.
Elle n’est pas en session, on peut aussi l’atteindre en sélectionnant le produit “Arrosoir Ensemble” et en faisant Insertion/Composant existant.

Puis allons le chercher à son emplacement au fond du disque dur.

Vous ne voyez pas tout de suite la pomme d’arrosoir à l’écran, c’est normal, il faut aller voir dans l’arrosoir !

Nous allons maintenant faire un assemblage à l’aide de l’atelier “Assembly Design”

Fixons d’abord un produit dans l’espace. Prenons l’arrosoir, c’est plus logique.
C’est l’outil en forme d’ancre de marine.
On lance l’outil et on sélectionne avec le bouton 1 l’arrosoir (dans le 3D ou dans l’arbre).
Un conteneur “contraintes” s’ajoute avec cette fixité.

Maintenant déplaçons la pomme d’arrosoir avec la boussole.
Il suffit de la prendre par le petit carré rouge et de venir la coller sur la pomme.

La boussole devient verte et la pomme d’arrosoir et en surbrillance dans l’arbre. On peut alors la déplacer en sélectionnant les arêtes vertes de la boussole avec le bouton 1 et en déplaçant la souris.

On l’amène à la grosse à proximité du tube verseur, si possible dans le bon sens.

Nous allons maintenant créer une contrainte de coaxialité entre les deux pièces.

On sélectionne l’outil coïncidence et on montre successivement le cône d’emmanchement de la pomme et le cône du tube de l’arrosoir.

Ici j’ai lancé la fonction et je désigne le premier cône.

après avoir désigné le deuxième cône (peu importe si vous montrez l’intérieur ou l’extérieur des tubes car Catia s’intéresse aux axes) on voit que les 3D sont alignés et que cette nouvelle contrainte figure dans l’arbre.

Il faut maintenant faire coïncider les plans de jauge des deux pièces.
Faisons les apparaître en allant dans chaque Part en fouillant et en jouant sur Cacher/afficher.
Dans le modèle de la pomme c’est simplement le plan XY (la géométrie est basée sur le plan de jauge et avait été choisie comme cela).
Dans le modèle de l’arrosoir, il faut aller chercher dans le Set géométrique “Verseur”

Le niveau bleu est la product, nous sommes toujours dans l’atelier Assembly Design.
On lance une nouvelle fois l’outil coïncidence et on sélectionne ces deux plans.

Voilà une nouvelle contrainte.

A ce stade, la pomme peut toujours tourner librement autour du tube et c’est bien normal. Pas la peine d’ajouter une nouvelle contrainte.

Si l’on coupe l’assemblage on peut constater que cela s’assemble bien.

Plus joli comme cela:

Voilà enfin la démonstration de l’intérêt de la conception des deux pièces tel que je vous les ai présentées.
Chaque pièce est construite en suivant les indications d’un document unique dit “Fonctionnel”.
Ainsi le diamètre au plan de jauge et l’angle du cône sont forcément égaux dans les deux pièces et leur assemblage est garanti.
Si je modifie le diamètre dans le fonctionnel alors les deux pièces seront impactées et l’assemblage sera de nouveau bon … sûr et efficace !

Grâce aux contraintes de positionnement de la pomme sur l’arrosoir si je modifie par exemple la hauteur globale du corps de l’arrosoir (disons plus petit) alors, le tube se trouvera plus bas que la pomme dans l’assemblage mais Catia va se rendre compte que les éléments ne sont plus coïncidents et par une mise à jour va déplacer la pomme pour la remboiter sur le tube de l’arrosoir… Pratique !

La bonne taille pour la bonne quantité d’eau

On commence par créer un nouveau set géométrique nommé “Volume interne” pour y placer l’extraction en tangence de la surface interne de l’arrosoir.

Cette surface sera la frontière de l’eau et de l’arrosoir.

Plaçons ensuite un plan décalé du XY du trièdre à environ 200 mm. On le nomme “Position surface liquide”

Nous pouvons maintenant découper l’extraction par ce plan et fermer le dessus de cette coupe (opération relimitation). Il faut ensuite jouer un peu avec les boutons “élément suivant” et “élément précédent” pour obtenir ceci.

Voici donc la surface extérieure du volume d’eau contenu dans l’arrosoir pour une certaine hauteur.

Transformons-le en solide avec Part Design et l’outil remplissage.
On crée d’abord un corps de pièce et on le renomme “Eau” puis on lance l’opération “remplissage” en désignant la surface du liquide.

On peut aussi lui attribuer le matériau “eau”

Si l’on ré-affiche le corps principal (l’arrosoir) avec un rendu réaliste avec texture, on a maintenant un arrosoir partiellement rempli.

Déterminons le volume d’eau présent dans l’arrosoir.

On ajoute un paramètre de type volume.

et on lui attribue une formule assez simple.

On a alors le volume de liquide recalculé dès qu’une entrée change (hauteur du niveau de liquide, forme de l’arrosoir).
On a ici environ 14 litres. C’est beaucoup sachant que l’on vise 11 litres dans le fonctionnel avec un niveau plus haut. L’arrosoir est donc trop grand.

Arrangeons nous pour que le niveau de liquide soit toujours placé au même endroit dans l’arrosoir (proche des rayons supérieurs du profil vertical du corps de l’arrosoir.

Il suffit d’éditer le plan et de changer son type en parallèle par un point et de désigner ce point.

Nous n’avons plus à nous soucier de la hauteur du liquide dans l’arrosoir, il suivra toujours la géométrie de l’arrosoir.
Puisque pour l’instant l’arrosoir a toujours la même taille, le nouveau volume de liquide est maintenant de 18 litres.

Il faudra donc diminuer un peu les dimensions de l’arrosoir pour atteindre 11 litres avec ce niveau de remplissage.

Pas facile de savoir quelle taille donner à l’arrosoir pour que le volume d’eau fasse 11 litres.
Heureusement on peut utiliser un algorithme d’optimisation pour cela (voir aussi cet article).
Nous allons ici faire en sorte que Catia trouve rapidement les grandes dimensions de l’arrosoir pour que le volume d’eau contenu soit égal à 11 litres lorsque le niveau de remplissage est positionné comme nous l’avons spécifié (au milieu des rayons du bord supérieur).

On automatise tout ça !… mais pour mieux s’y retrouver, on crée deux paramètres utilisateur pour manipuler le 3D de l’arrosoir.

et surtout on s’arrange pour qu’ils pilotent les esquisses principales de la construction.

J’ai ensuite un petit peu essayé de faire varier à la main les valeurs de ces deux paramètres.
C’est important car Catia va en faire autant en automatique et si l’Update ne passe pas, ce sera un ou plusieurs coups pour rien et peut être pas de solution.

Je peux alors voir jusqu’où cela fonctionne encore. Il y a forcément un moment où cela ne fonctionne plus (hauteur trop petite par exemple). Je peux donc établir des bornes et me dire avec certitude qu’entre celles-ci tout se passera en principe bien et que nous aurons un résultat de volume pour chaque valeur d’entrée.

Voici les bornes:

• Grand diamètre de l’ellipse de 280 à 400 mm
• Hauteur du corps de l’arrosoir de 300 à 400 mm

On peut maintenant se lancer dans une optimisation.

Le problème reste simple, il faut jouer sur les deux paramètres d’entrée (hauteur et diamètre) pour obtenir un volume d’eau égal à 11 litres.

Atelier Product Engineering Optimizer

Puis l’outil Optimisation.

Le type choisi est “Contrainte uniquement”. La description de la contrainte se fera dans le deuxième onglet mais d’abord réglons tout cela pour avoir un aperçu graphique du travail.
Notez que les paramètres libres choisis en entrée sont les paramètres utilisateur et que les bornes sont automatiquement transposées dans l’optimisation.

Onglet contraintes maintenant

La contrainte s’écrit comme cela. Il faut faire tendre l’écart entre les deux valeurs (la cible et la mesure) vers 0.

On valide par Ok. De retour dans l’onglet Contraintes, on peut modérer la précision du résultat.
Je veux atteindre 11 litres avec une précision de 0.1 litre (à un verre près).
On voit aussi que l’on n’est pas à l’objectif car il existe un écart de volume de 7.668 litres. La contrainte n’est donc pas satisfaite (le feu est rouge).

On n’oublie pas d’appuyer sur appliquer ou Ok pour mettre tout cela en mémoire.
Et avant de lancer les calculs il convient de faire une sauvegarde bien sûr.

On retrouve l’optimisation dans l’arbre dans “relations”. On double clic dessus et on lance l’optimisation.

Il existe certainement plusieurs couples de valeur pouvant satisfaire à ce problème. On peut compenser une perte de hauteur par une augmentation du grand diamètre par exemple.

Quoi qu’il en soit, voici le résultat que Catia nous propose:
Curieusement, nous avions imposé un pas de 5mm mais les valeurs ont été modifiées avec une précision de l’ordre du µm.

La contrainte est satisfaite, le feu est vert. L’arrosoir contient un volume d’eau de 10.948 litres nous sommes à 0.016 litre de l’objectif ce qui est dans la tolérance annoncée (0.1L).

Les valeurs recherchées étaient finalement (enfin un couple de valeurs répondant au problème):

• Grand diamètre de l’ellipse = 314.486 mm
• Hauteur du corps de l’arrosoir = 389.513 mm

que nous pouvons arrondir à 315 et 390 mm ce qui donne un volume final de 11.034 litres ! (toujours dans la tolérance).

Voilà, c’en est fini pour notre saga consacrée à l’arrosoir rotomoulé.

J’espère que cela vous a plu.

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