Добірка наукової літератури з теми "Identification d'efforts"

Lors de la XXVe Conférence internationale de la Croix-Rouge (Genève 23–31 octobre 1986), le CICR a présenté un rapport sur l'identification des moyens de transports sanitaires, y compris les suites données à la résolution VIII de la XXIVe Conférence internationale (Manille, 1981). Il a souligné que dans un conflit naval, la protection des transports sanitaires maritimes dépendait dans une large mesure des moyens techniques disponibles dans le domaine de l'identification.En adoptant la résolution III, «Identification des moyens de transports sanitaires», la XXVe Conférence internationale a reconnu la nécessité d'efforts continus pour adapter au développement technique les moyens d'identification et de signalisation du personnel, des unités et des moyens de transports sanitaires.

Ce travail est une partie de l'étude amenant à la construction d'un modèle biomécanique représentant les membres inférieurs humains. Ce modèle est basé sur la méthode des éléments finis et est capable d'identifier les efforts exercés par la tête du fémur sur la hanche au cours de la marche. Le modèle utilise comme entrées les données cinématiques du mouvement ainsi que les réactions au sol. Le profil de ces efforts pourra servir aux médecins comme outils supplémentaires de dépistage de la coxarthrose. La difficulté d'implémentation et de validation d'un tel modèle nous a amené à investiguer des stratégies d'identification paramétrique sur des modèles dynamiques non linéaires présentés dans la littérature. Ainsi, les perturbations, comme par exemple les bruits sur les mesures des déplacements, ont été utilisées : l'une basée sur la minimisation du résidu dynamique et l'autre sur la minimisation de la différence entre les mesures et les résultats de la simulation.

Le travail de cette thèse s'intéresse à l'identification des efforts (effort tranchant ou moment fléchissant)
présents aux limites des structures (plaques ou poutres) à partir de déplacements mesurés. Les expressions analytiques de ces
efforts contiennent des termes proportionnels aux dérivées spatiales du déplacement. L'approximation de ces dérivées aux
limites d'une structure est problématique car ces dernières sont très sensibles aux erreurs de mesure et les méthodes classiques
de calcul (différences finies, méthodes modales, transformée de Fourier spatiales, ...) et de régularisation (filtrage en nombre
d'onde, troncature modale) pour les obtenir ne sont pas adaptées pour une identification aux limites d'un domaine spatial.
Dans ce travail, une approche mathématique est proposée. Il s'agit de calculer les efforts aux limites, sans
utiliser directement leurs expressions analytiques qui contiennent les dérivées spatiales. La méthode est basée sur un calcul
intégral de l'équation de mouvement de la structure considérée, multipliée par une fonction test, qui vérifie des conditions aux
limites particulières. Ces conditions permettent d'extraire, lors du développement du calcul, les efforts recherchés à la limite du
domaine (efforts tranchant ou moment fléchissant).
La technique est développée dans les cas mono dimensionnel (poutre) et bidimensionnel (plaque). Des
simulations numériques illustrent la méthode, testent la robustesse de la méthode, les effets de différent bruits de mesure sur
l'identification, et établissent les limites spatiales et fréquentielles de l'approche. Des expérimentations ont été menées,
montrant la faisabilité de la méthode d'identification en utilisant des mesures réelles.

Le travail de cette thèse s’intéresse à l’identification des efforts (effort tranchant ou moment fléchissant) présents aux limites des structures (plaques ou poutres) à partir de déplacements mesurés. Les expressions analytiques de ces efforts contiennent des termes proportionnels aux dérivées spatiales du déplacement. L’approximation de ces dérivées aux limites d’une structure est problématique car ces dernières sont très sensibles aux erreurs de mesure et les méthodes classiques de calcul (différences finies, méthodes modales, transformée de Fourier spatiales, …) et de régularisation (filtrage en nombre d’onde, troncature modale) pour les obtenir ne sont pas adaptées pour une identification aux limites d’un domaine spatial. Dans ce travail, une approche mathématique est proposée. Il s’agit de calculer les efforts aux limites, sans utiliser directement leurs expressions analytiques qui contiennent les dérivées spatiales. La méthode est basée sur un calcul intégral de l’équation de mouvement de la structure considérée, multipliée par une fonction test, qui vérifie des conditions aux limites particulières. Ces conditions permettent d’extraire, lors du développement du calcul, les efforts recherchés à la limite du domaine (efforts tranchant ou moment fléchissant). La technique est développée dans les cas mono dimensionnel (poutre) et bidimensionnel (plaque). Des simulations numériques illustrent la méthode, testent la robustesse de la méthode, les effets de différent bruits de mesure sur l’identification, et établissent les limites spatiales et fréquentielles de l’approche. Des expérimentations ont été menées, montrant la faisabilité de la méthode d’identification en utilisant des mesures réelles
This work deals with the identification of forces at the boundaries of beams plates measuring only displacements. These identifications are difficult because shear force or bending moment depend directly on various spatial derivatives of displacement to the boundaries of the domain under examination. These derivatives can be approximated from measured displacements but two major difficulties appear: Derivatives are highly sensitive to measurement errors and the methods used to obtain them (finite differences, modal approach, etc. ) are not well adapted to boundary measurements. In this work, a mathematical approach is proposed to compute forces at boundaries without any direct calculation of the derivatives. The method is based on the integral calculus of equations of motion multiplied by test functions which have to satisfy particular boundary conditions. These conditions enable to extract, from the integral calculus, the boundary forces the domain under study. This thesis contains for each case (beams or plates) the description of the technique and the definition of the test functions that make these identifications at boundary points possible, some numerical simulation results, including effects of noise o displacements, are shown in order to establish the spatial and frequency li mils of this method. Finally, experimental results are presented that show the possibility and the advantages that such an approach offers using real measurements

L'objectif de ce travail est la mise au point d'une méthode de diagnostic permettant de quantifier par la mesure les sources vibratoires de machines en régime stationnaire. La mesure directe des sources par l'introduction d'un capteur d'effort est souvent difficile, voire impossible. On a donc recours à leur estimation indirecte à partir de mesures de réponse vibratoire en fonctionnement et d'un modèle de transfert de la machine. Sur le plan de la méthode, plusieurs développements originaux par rapport à la littérature sont abordés, notamment dans le but d'optimiser la technique lorsque la structure de la machine présente de fortes hétérogénéités de raideur. Par ailleurs, un indicateur de fiabilité de l'estimation indirecte des efforts est introduit, basé sur la comparaison de différentes approches d'inversion du système de transfert. La fiabilité des résultats est en effet un problème crucial en mesure indirecte d'efforts, car la technique est connue pour être fortement sensible aux différentes erreurs rencontrées (bruit de mesure, biais de modèle). La méthodologie est appliquée au problème d'identification des sources internes d'un moteur Diesel. Un effort particulier est porté sur la construction du modèle de transfert de la machine, estimé par deux approches numérique et expérimentale. Les efforts reconstruits sont comparés aux efforts obtenus par un modèle simple d'attelage mobile. La comparaison permet de mettre en évidence certaines lacunes du modèle, ainsi que la relative robustesse de la méthode. Dans le but de présenter l'un des intérêts de la mesure indirecte d'efforts, une hiérarchisation des contributions des excitations internes à la réponse du bloc moteur est réalisée.

Quantifier les performances acoustiques de structures soumises à des excitations par couche limite turbulente nécessite des essais complexes et coûteux, tant sur le plan économique qu'écologique. Dans l’'optique de substituer à ces essais des méthodes plus accessibles et reproductibles, le projet VIRTECH s’'intéresse à l’'identification de la part acoustique de ces efforts. La mesure directe de la composante acoustique d'une excitation aérodynamique étant complexe, il est préférable d'aborder le problème de manière indirecte, en analysant le champ vibratoire généré par la pression pariétale exercée par la couche limite turbulente. La méthode RIC est une alternative intéressante, ayant déjà fait ses preuves dans le domaine fréquentiel. Un développement temporel est mis en place, ainsi qu'une adaptation de la méthode potentiellement applicable à des structures plus complexes, comme une coque d’avion
Qualifying the acoustic performances of structures that are submitted to a boundary layer excitation is a complex and expensive process. In order to make it more accessible and reproducible, the VIRTECH project aims to identify the acoustic pressure that is generated by such excitation. As it is difficult to discriminate the acoustic part from the aerodynamic part with a direct measurement, an inverse vibration method has to be used, that can analyze the response in vibration of a structure submitted to boundary layer excitation. The Corrected Force Analysis Technique (CFAT), has already been successfully used to identify such pressure field in the frequency domain. Here, a time domain application is proposed, as well as another variant of the method, that could potentially be used to identify excitation on more complex structures, such as plane shells

La presente etude s'inscrit dans le cadre des travaux sur la simulation numerique des procedes d'usinage a l'outil coupant. Afin d'ameliorer la geometrie de la surface finale de la piece usinee, nous nous sommes fixe comme objectif de construire un modele qui caracterise l'interaction outil-piece (effort de coupe, formation du copeau,). L'approche adoptee dans cette etude s'appuie sur des hypotheses conduisant a des modelisations simplifiees du phenomene d'enlevement de matiere. Cette approche prend en compte le comportement vibratoire du systeme d'usinage sans negliger aucun des aspects mecaniques qui peuvent avoir une influence sur les resultats. Une fois la loi de coupe dynamique etablie, nous nous sommes interesses a sa validation. Grace a deux dispositifs experimentaux et par l'intermediaire de trois methodes d'analyse differentes, nous avons identifie les coefficients dynamiques de coupe et valide cette approche

Le fraisage est un procédé très répandu dans les industries mécaniques et micromécaniques. Ses qualités du point de vue du rendement, de la finition et de la précision en ont fait un domaine incontournable des procédés d'usinage. La compréhension des phénomènes physiques mis en oeuvre dans l'usinage est un enjeu majeur pour l'optimisation des procédés industriels. Ces travaux concernent le couplage étroit entre simulations et expérimentations. L'objectif est d'identifier les paramètres physiques intervenant dans les lois de comportement qui seront utilisées pour la modélisation et la simulation de l'usinage. La finalité consiste à fournir une nouvelle méthodologie, ainsi que les composants logiciels associés, pour permettre l'ajustement optimal des paramètres des procédés, tout au long des phases de développement relatives à l'utilisation de nouveaux matériaux ou de nouvelles conditions opératoires. L'investigation s'articule autour de trois principales activités : * La mise en place d'une instrumentation comprenant capteurs et chaînes d'acquisitions pour permettre, la mesure des efforts nécessaires à la coupe ainsi que la visualisation des formes de copeaux et des modes de fragmentation. Cette étude expérimentale s'accompagne aussi d'une campagne d'essais de caractérisation dans différentes configurations du comportement du matériau choisi pour l'étude (l'acier inoxydable 304L). * Par la suite, le développement des simulations numériques sous LS-DYNA des procédés d'usinage en utilisant les différents résultats obtenus sur le matériau. L'objectif étant de développer un modèle numérique fiable du procédé de fraisage permettant d'obtenir des formes et des valeurs d'efforts de coupe comparables à celles observées expérimentalement. * Et pour finir, la réalisation de procédures d'identification par méthode inverse en corrélant des résultats expérimentaux et numériques provenant de modèle analytiques ou éléments finis, et en s'appuyant sur la mise en place de méthodes d'analyse de sensibilité couplées au logiciel de simulation. Afin de permettre l'ajustement optimal des paramètres des modèles intervenants dans les lois de comportement thermomécaniques du matériau témoin. L'objectif final étant d'obtenir des modèles prédictifs sur une large gamme d'utilisation.

Dans le cadre de la collecte sous-marine d'échantillons biologiques et minéraux pour la recherche scientifique par un robot sous-marin équipé de bras manipulateurs, ce projet de thèse a pour but principal le développement de nouvelles techniques de manipulation des échantillons, plus fiables, permettant d'en assurer l'intégrité physique et leur exploitabilité par les chercheurs. Les nouvelles techniques de manipulation proposées prennent en compte l'actionnement particulier des nouveaux bras électriques sous-marins équipant les engins récents, afin d'augmenter la précision du positionnement des outils embarqués par le manipulateur. Un outil amovible, compliant, et mesurant les efforts d'interaction entre les bras du sous-marin et leur environnement est aussi proposé, et des méthodes permettant de tirer partie des caractéristiques de cet outil sont développées et testées expérimentalement. L'engin sous-marin hybride HROV Ariane, équipé de deux bras électriques hétérogènes, offre la plateforme opérationnelle pour la validation expérimentale des solutions proposées
The research carried out in the scope of this doctorate degree aims to develop innovative techniques to improve the collection of biological and mineral samples underwater using robotic manipulators. The end goal is to enhance the handling by robotic means in order to maximise sample quality provided to marine scientists. The proposed techniques are based on an in-depth analysis of the robotic arm actuators used in most recent underwater intervention vehicles, in order to improve the accuracy of the positionning of the tools held by the manipulator arms. An instrumented tool has also been developed with the aim to measure the reaction forces and adapt the interaction between the arm's end-effector and its environment to improve samples handling. These methods and the other contributions described in this thesis have been experimentally validated using Ifremer's hybrid-ROV Ariane equipped with two electrically actuated heterogeneous robotic arms

La combinaison des capacités et de la dextérité humaines avec l'efficacité des machines est un rêve depuis plusieurs décennies. La technologie joue un rôle essentiel en aidant les humains à travailler plus efficacement. Ainsi, les robots collaboratifs ont suscité beaucoup d'intérêt dans les entreprises de production manufacturière. La première partie de la thèse est dédié à déterminer l'influence du moment de flexion sur la friction et le transfert du couple dans les transmissions utilisées dans les robots collaboratifs courants : les réducteurs Harmonic Drive. En raison de leurs grandes capacités, elles sont largement appliquées dans le domaine de robots collaboratifs. Cependant, malgré tous les grands avantages qu'ils offrent, ils présentent plusieurs comportements problématiques qui affectent leurs performances globales. Par conséquent, deux montages expérimentaux sont conçus et développés pour étudier trois types de boîtes de vitesses Harmonic Drive. Les lois de frottement sont obtenues en utilisant des diagrammes de transfert de force, qui sont une représentation paramétrique de l'équilibre d'une transmission soumise à un couple d'entrée et de sortie. Les résultats présentent de nouvelles lois de frottement paraboliques pour ce type de transmissions. L'essence de la deuxième partie porte sur l'amélioration de la collaboration pour réduire le danger du robot par rapport à l'homme travaillant à proximité en évitant les obstacles à vitesse maximale de fonctionnement. Cette amélioration peut être obtenue par une planification correcte de l'évitement des obstacles et des chemins sans collision, en se concentrant sur la continuité du chemin, les temps de mouvement finaux et la vitesse moyenne de l'effecteur final. Nous proposons une approche de planification de trajectoire hors ligne, en considérant le modèle d'obstacle, étant donné une trajectoire linéaire initiale de la pose A à la pose B. Le modèle d'obstacle permet d'examiner en détail la performance de la trajectoire en termes de temps et de distance parcourue. La planification de la trajectoire vise à éviter l'obstacle en utilisant une série d'arcs. Une variation des courbes de Dubins définit la planification de la trajectoire. Un ensemble d'équations à faible calcul (utilisant le rayon, les flèches, les tangentes, etc.) répond aux exigences suivantes : (i) continuité C1 aux points de rencontre des différents segments (direction et amplitude des tangentes égales), (ii) distance orthogonale et longitudinale minimale du nouveau chemin, par rapport au chemin original et à l'obstacle (flèche principale et corde). A partir de l'étude générale en 2D, nous développons les équations correspondantes en 3D. Les équations de planification de trajectoire sont calculées et validées dans MATLAB. Ensuite, les bibliothèques et les modules sont transférés dans le langage Python, car il s'agit d'un langage supporté par le cadre de simulation robotique : ROS et MoveIt, avec application au cobot UR10e. Les résultats des simulations valident la faisabilité du planificateur d'évitement d'obstacles. Ceux-ci sont ensuite adaptés au robot réel, puis améliorés pour répondre à certaines problématiques lors de l'utilisation de la méthodologie de simulation. Les trajectoires sont évaluées en termes de distance totale parcourue par l'effecteur, du temps total de la tâche, de la vitesse moyenne linéaire du mouvement et des positions et vitesses articulaires résultantes. L'évaluation permet une comparaison quantitative pour classer les meilleures trajectoires
The combination of human capabilities and dexterity with the machine efficiency has been a dream for decades. Technology plays a vital role in helping humans work more efficiently. Thus, collaborative robots have attracted much interest in manufacturing companies.The first part of the thesis is dedicated on determining the influence of bending moment on friction and torque transfer in transmissions used in common collaborative robots: Harmonic Drive gearboxes. Due to their great capabilities, they are widely applied in the field of collaborative robots. However, despite all the great advantages they offer, they present several problematic behaviors that affect their overall performance. Therefore, two experimental setups are designed and developed to study three types of Harmonic Drive transmissions. Friction laws are obtained using force transfer diagrams, which are a parametric representation of the equilibrium of a transmission subjected to input and output torque. The results present new parabolic friction laws for this type of transmissions.The essence of the second part is the improvement of the collaboration to reduce the danger of the robot to the human working nearby by avoiding obstacles at maximum operating speed. This improvement is achieved by proper obstacle avoidance and collision-free path planning, focusing on path continuity, final motion times, and average end-effector speed. We propose an offline path planning approach, considering the obstacle model, given an initial linear path from pose A to pose B. The obstacle model allows to examine in detail the performance of the trajectory in terms of time and traveled distance.The trajectory planning aims to avoid the obstacle using a series of arcs. A variation of Dubins curves defines the path planning. A set of low-computation equations (using radius, sagittas, tangents, etc.) meets the following requirements: (i) C1 continuity at the meeting points of the different segments (equal direction and magnitude of the tangents), (ii) minimum orthogonal and longitudinal distance of the new path, relative to the original path and the obstacle (main arrow and chord). From the general study in 2D, we develop the corresponding equations in 3D.The path planning equations are computed and validated in MATLAB. Then, the libraries and modules are transferred to the Python language, language supported by the robotics simulation framework: ROS and MoveIt, with application to the UR10e cobot.The simulation results validate the feasibility of the obstacle avoidance planner. These are then adapted to the real robot and improved to address certain issues when using the simulation methodology. The control of the end-effector speed is achieved and trajectories are evaluated in terms of total distance traveled by the end effector, total task time, average linear velocity of the movement, and resulting joint positions and velocities. The evaluation allows a quantitative comparison to rank the best trajectories