Nous allons utiliser le module d'optimisation de catia qui permet de déterminer, par une méthode itérative, une solution géométrique de conception optimisée à avec un paramètre variable.
Dans cet exemple nous allons utiliser un modèle simplifié d'emballage simplifié de type berlingot et nous allons utiliser les outils d'optimisation pour modifier la géométrie afin d'obtenir le volume contenu souhaité pour le berlingot.

Voici les étapes du travail que vous allez réaliser:

1. Création du paramètre variable d'optimisation Diam
   
   
   
   
   
   
2. Création des courbes caractéristiques en fonction de ce paramètre
   
   
   
   
   
   
3. Création de la surface caractéristique
   
   
   
4. Création de la surface fermée du berlingo
   
   
   
5. Mise en oeuvre des fonctions d'optimisation pour obtenir le volume cible de 1 litre en faisant varier le paramètre d'optimisation
   
   
   

Création du paramètre variable d'optimisation

Créez le paramètre d'optimisation, le diamètre caractéristique, que vous nommerez Diam et qui sera une longueur.
Ce paramètre sera égal à 50mm.

Création des courbes caractéristiques en fonction de ce paramètre

Vous allez créez les 7 esquisses qui vont nous permettre de créer la surface caractéristique du berlingo. Pour ça, voici les opérations à réaliser:


1. Créez dans le plan zx, l'esquisse d'un demi-cercle (z>0) dont le rayon sera égal à la moitié du paramètre diam.
   Renommez cette esquisse base.
   
   
2. Créez le point de coordonnées (0;0;0) et nommez-le origine.
   
   
3. Créez un plan parallèle au plan zx, décalé d'une distance Diam/4.
   
   
4. Sur ce plan, réalisez les projections normales du demi-cercle base, puis du point origine.
   
   
5. Réalisez la déformation par affinité de la projection de cette esquisse avec ces caractéristiques:
   
   

   Champ dans la commande affinité	À spécifier
   Elément	La projection du demi-cercle base
   Origine	La projection du point origine
   Plan XY	le plan créé par décalage
   Axe X	l'axe X
   Ratio dans la direction X du repère local	5/4
   Ratio dans la direction Y du repère local	3/4
   Ratio dans la direction Z du repère local	1
   Bouton "cacher/afficher l'élément initial"	Cacher l'élément initial (par défaut il est affiché)

   
   
   
6. Réalisez quatre ellipses sur d'autres plans décalés en utilisant une méthode analogue avec ces caractéristiques:
   
   

   Décalage par rapport au plan zx	Facteur d'affinité dans la direction X du repère global	Facteur d'affinité dans la direction Z du repère global
   Diam/2	3/2	1/2
   Diam*3/4	7/4	1/4
   Diam*7/8	15/8	1/8
   Diam*19/20	39/20	1/20

   
   
   
   
   
   
   
7. Créez un plan parallèle au plan zx, décalé d'une distance égale au paramètre diam dans le sens des y>0.
   
   
8. Dans ce plan décalé, créez une esquisse de segment de longueur totale égale à 2*Diam, l'origine du repère local étant confondu avec le milieu du segment et le segment étant parallèle avec l'axe x.
   
   
   

Création de la surface caractéristique

Il nous faut maintenant créer la surface caractéristique passant par toutes ces sections. Procédez ainsi:


1. Créez une fonction spine à partir de tous les plans de construction utilisés.
   Une spine définie par des surfaces est la courbe qui est perpendiculaire à toutes ces surfaces, ce type de courbe est aussi nommée parfois armature dans catia.
   
   
2. Réalisez la multi-section passant par toutes les courbes caractéristiques créées et ayant pour armature la spine contruite dans l'opération précédente.
   
   
   

Création de la surface fermée du berlingo

Il nous faut maintenant obtenir le volume complet du berlingot en dupliquant notre surface quatre fois, voici une des méthodes les plus élégantes pour réaliser cela:


1. Réalisez une rotation d'axe y et d'angle 180° de la surface (en faite une nouvelle surface est créée).
   Ne pas cacher la surface originale.
   
   
   
   
   
   
2. Assemblez les deux surfaces.
   
   
3. Finalisé la surface complète du Berlingot grâce aux fonctions de rotation et assemblage, on devra à la fin avoir créé une surface fermée.
   
   
   

Mise en oeuvre des fonctions d'optimisation pour obtenir le volume cible

Vous allez maintenant déterminez automatiquement quelle doit être la grandeur du paramètre Diam pour que le volume contenu par la surface fasse précisément 1 litre. Pour cela vous devez:


1. Changer les unités de volume par défaut, sélectionner les litres.
   
   
2. Définir un paramètre de type volume, le renommer volume_berlingot et le rendre égal à la mesure du volume contenu par la surface fermée d'assemblage.
   
   
3. Passez dans l'atelier Product engineering optimizer.
   
   
4. Lancez la commande d'optimization.
   
   
5. Spécifier une valeur objectif comme Optimization type.
   Sélectionnez le paramètre à optimiser, c'est à dire le volume de la surface.
   Fixez comme valeur objectif 1 litre.
   Sélectionnez le paramètre variable dans l'optimisation, c'est à dire le paramètre Diam.
   Laissez les paramètres de calcul par défaut (Algorithme de recuit simulé, vitesse de convergence rapide, nombre maximum de mises à jour=200, nombre de mises à jour consécutives sans amélioration = 50, Durée maximum = 5 minutes ..) et lancez l'optimisation.
   
   
6. Observez la valeur qu'a pris le paramètre Diam et celui du volume dans l'arbre de construction.
   Ouvrez le fichier texte pour voir les résultats des différentes itérations.
   
   
7. Calculez le paramètre Diam pour que le volume contenu dans le berlingo soit 0,75 litre.
   
   

Optimisation en fonction d'un paramètre de longueur du Berlingo

Nous allons maintenant fixer le diamètre du Berlingo à diam=90mm, mais par contre nous allons "étirer" celui-ci dans la direction Y de manière à ce que son volume fasse toujours 1 litre.

En utilisant la fonction affinité pour modifier le volume, déterminez le facteur de déformation dans la direction Y nécessaire pour obtenir le volume cible. Le centre de cette transformation sera bien évidemment le point origine.

Rq: vous devriez trouvez normalement un facteur d'affinité proche de 1,31

Félicitations, vous avez terminé le travail.