Aube de Turbine

  

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Introduction

Cette aube est destinée à être encastrée en périphérie de la roue de turbine.
La première image montre la partie encastrable : profil en sapin. La seconde image montre d'autres vues ce ce profil.
Pour des raisons de propriété industrielle, les cotes réelles ont été légèrement modifiées. De même, une échelle 10 a été utilisée dans les valeurs des dimensions.
La cotation est volontairement surabondante pour faciliter la démarche du tracé.

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Objectifs

Créer un objet volumique à partir de sections. Utiliser les fonctions élémentaires de création d'un objet mais aussi spline, base bossage lissé, enlèvement de matière par révolution, congé de face, ...
Cet exemple n'est pas indiqué pour un débutant.

Etapes de Construction

On supposera par la suite que les barres d'outils nécessaires ont été activées et que la case Saisir la Cote a été cochée.
Sauvegardez de temps en temps ( nom AUBE ).
Appuyez sur les touches 'Ctrl' 'N' , puis OK pour créer une nouvelle pièce.

Dans une première étape, on réalisera l'aubage à partir de 6 sections, chacune étant définie par 9 points, fermée par une spline et transformée en surface plane.
Le volume sera ensuite engendré par la fonction de bossage lissé.
Remarque : cet exemple est purement didactique. En effet, dans la réalité le nombre de points définissant une section est trés supérieur et il existe des conditions de second ordre (courbure).
De même le nombre de sections nécessaires à la définition de l'aubage est beaucoup plus important.

Mise en place des plans de section

Le plan 2 est réservé pour la section 0.
Dans l'arbre de création, sélectionnez Plan2, puis cliquez plan. Entrez la valeur 122.5.
Nommez le plan PlanSect1.

Recommencez pour les autres sections :
         PlanSect2 : valeur 190
          PlanSect3 : valeur 320
          PlanSect4 : valeur 442.5
          PlanSect5 : valeur 456.5

Création des sections

On commence par la section 0.
- Dans l'arbre de création, sélectionnez Plan2, puis cliquez Normal à. Cliquez Esquisse, point.
Créez les 9 points suivants :
(Sur un mobile, vous pouvez faire défiler horizontalement le tableau avec le doigt)

Pt 1 2 3 4 5 6 7 8 9
x 0401048821.5-26-74.5-147-74.5
y -12-14.5-252047330-74-34

Cliquez spline. Tracez la ligne en respectant l'ordre des points. Vous devez avoir :

         

Cliquez surface plane. Validez.
L'esquisse actuelle est transformée en surface plane. Nommez la : section0

- Dans l'arbre de création, sélectionnez PlanSect1, puis cliquez Normal à
Placez la vue de dessus en cliquant dessus
Cliquez Esquisse, point. Créez les 9 points suivants :

Pt 1 2 3 4 5 6 7 8 9
x -20-104-56.204784.51156030
y 0-12-45-36042.61044422

Cliquez spline. Tracez la ligne en respectant l'ordre des points. Vous devez avoir :

         

Cliquez surface plane. Validez.
L'esquisse actuelle est transformée en surface plane. Nommez la : section1

- Dans l'arbre de création, sélectionnez PlanSect2, puis cliquez Normal à
Placez la vue de dessus en cliquant dessus. Cliquez Esquisse, point. Créez les 9 points suivants :

Pt 1 2 3 4 5 6 7 8 9
x 0-100-52038781105930
y 0-32-48-310491064921

Cliquez spline. Tracez la ligne en respectant l'ordre des points. Vous devez avoir :

         

Cliquez surface plane. Validez.
L'esquisse actuelle est transformée en surface plane. Nommez la : section2

- Dans l'arbre de création, sélectionnez PlanSect3, puis cliquez Normal à
Placez la vue de dessus en cliquant dessus. Cliquez Esquisse, point. Créez les 9 points suivants :

Pt 1 2 3 4 5 6 7 8 9
x 0-39-9002863936328
y 0-26-58-260441117228.5

Cliquez spline. Tracez la ligne en respectant l'ordre des points. Vous devez avoir :

         

Cliquez surface plane. Validez.
L'esquisse actuelle est transformée en surface plane. Nommez la : section3

- Dans l'arbre de création, sélectionnez PlanSect4, puis cliquez Normal à
Placez la vue de dessus en cliquant dessus
Cliquez Esquisse, point. Créez les 9 points suivants :

Pt 1 2 3 4 5 6 7 8 9
x 0-7601938.560784824
y 0-75-24031691166931

Cliquez spline. Tracez la ligne en respectant l'ordre des points. Vous devez avoir :

         

Cliquez surface plane. Validez.
L'esquisse actuelle est transformée en surface plane. Nommez la : section4

- Dans l'arbre de création, sélectionnez PlanSect5, puis cliquez Normal à
Placez la vue de dessus en cliquant dessus
Cliquez Esquisse, point. Créez les 9 points suivants :

Pt 1 2 3 4 5 6 7 8 9
x 0-20-70-201738402070.5
y 0-23-78-430375624116

Cliquez spline. Tracez la ligne en respectant l'ordre des points. Vous devez avoir :

         

Cliquez surface plane. Validez.
L'esquisse actuelle est transformée en surface plane. Nommez la : section5

Création du profil d'aube

Placez vous en perspective isométrique en cliquant isométrique. Cliquez ensuite Bossage base lissé
Sélectionnez le point extrême gauche de chaque profil en partant du bas vers le haut (section 0 ... 5). Vous obtenez :

                   

On va maintenant créer le profil en sapin.

Mise en place des plans de section

En vous plaçant en mode esquisse, créez d'abord un axe de construction vertical passant par l'origine en cliquant axe de construction.

On va créer un plan qui s'appuie sur cet axe et faisant un angle de avec le plan3.
Dans l'arbre de création, sélectionnez Plan3, puis cliquez plan. Entrez les valeurs indiquées :

   

Ce plan est le Plan4. Procédez de la même façon à partir du Plan1. Ce plan sera le Plan5.

Création de l'esquisse du profil

Dans l'arbre de création, sélectionnez Plan4, puis cliquez Normal à
En vous plaçant en mode Esquisse, créez le 1/2 profil droit et cotez le.

Le 1/2 profil gauche va être créé par symétrie d'esquisse.
- créez un axe de construction vertical.
- sélectionnez le 1/2 profil droit par un cadre contenant toutes les entités du profil.
- cliquez symétrie esquisse
Vous obtenez :

Création du volume

Cliquez maintenant sur base bossage extrudé
On déborde largement car il faudra couper les extrémités parallélement à un autre plan. Entrez la valeur 360.

         

Enlèvement de matière aux extrémités

On va créer un plan de coupe, nommé Plan6. Dans l'arbre de création, sélectionnez Plan3, puis cliquez plan.
Entrez la valeur indiquée :

Le Plan6 étant actif, cliquez Normal à. En mode esquisse, tracez un rectangle débordant largement le profil.
Cliquez ensuite sur enlèvement matière extrudé. Dans la boite de dialogue, cliquez Inverser la direction

On répète l'opération par symétrie. Cliquez maintenant symétrie

         

Raccordement de l'aubage et du profil

Il s'agit de créer un congé de raccordement. Pour cela, cliquez congé
Sélectionnez les faces comme indiqué.

         

On va maintenant procéder à d'autres enlèvements de matière dans le profil. Un peu plus de réflexion est nécessaire dans ce but.
En effet, la présence d'un congé sphérique va induire la méthode.
Allez d'abord voir le résultat pour comprendre la démarche :
- tracé d'un profil dans un plan.
- enlèvement de matière par révolution.

Création du plan du profil

Cliquez la face supérieure du profil en sapin pour la sélectionner. Cliquez plan. C'est le Plan7. Entrez la valeur indiquée :

Création du profil

Aprés vous être placé en mode esquisse, tracez le profil indiqué :

Tracez d'abord un axe de construction partant de l'origine et perpendiculaire à la face inférieure.
(Il faudra utiliser Ajouter des relations pour indiquer la perpendicularité.)
Tracez ensuite une droite parallèle à la face inférieure distante de 43mm du centre. (De même, utilisez Ajouter des relations pour le parallélisme)
Tracez ensuite un premier cercle de rayon 35mm situé à 101mm de l'axe. (utilisez Ajouter des relations pour la condition de tangence.)
Assurez vous que la valeur du rayon n'a pas changé aprés avoir exprimé la relation de tangence. Rétablissez la valeur si nécessaire.
Procédez de la même façon pour l'autre cercle situé à 114mm de l'axe.
Tracez maintenant une droite passant par les centres des cercles. Utilisez enfin l'outil Ajuster pour terminer.

Enlèvement de matière par révolution

Cliquez Enlévement de matière par révolution . Désignez la ligne des centres dans le profil précédent comme axe de révolution.

         

En demeurant dans le Plan7, procédez de la même manière pour créer l'enlèvement de matière de l'autre coté.
Voici le profil :

On procède maintenant à des enlèvements de matière latéraux.

Création du profil

Dans l'arbre de création, sélectionnez Plan1, puis cliquez Normal à
Sur le coté gauche, vous allez tracer le profil suivant :

Tracez 2 lignes respectivement à 8mm et à 60mm de la face supérieure.
Tracez la droite inclinée à 18° à partir du point distant de 60mm.
Tracez un cercle de rayon 25mm.
Créez le point d'intersection de la ligne supérieure avec la ligne verticale.
Exprimez maintenant la relation suivante : le cercle est tangent à la droite inclinée et passe par le point d'intersection créé.
(Attention : vérifiez que la valeur du rayon n'a pas changé ! Rectifiez si nécessaire.)
Fermez le profil et ajustez.

Enlèvement de matière

Cliquez enlèvement matière extrudé. Définir les paramêtres comme indiqué :

         

Créez maintenant l'autre enlèvement de matière latéral. Vous devez avoir compris la démarche. Voici le profil :
( la droite inclinée démarre à 60mm du haut comme dans le profil précédent )

Une fois l'enlèvement de matière réalisé, il faut définir un congé de face de 2mm.
Vous devez maintenant savoir comment.

   

Création de congés
Il s'agit de créer 2 congés de face de rayon 40mm dans la partie inférieure du profil en sapin.
Vous devez savoir comment procéder. Voici les éléments :

   

Et enfin :

Cliquez Image ombrée. Vous obtenez

aube de turbine

Et ... Pour les paresseux, voici le fichier ⇒

Remarques :
     Dans la réalité, cette aube possède en plus un bossage percé au niveau de la section2, ceci afin de permettre le passage d'un fil antivibratoire.
     Vous avez aussi pu constater que la fonction spline donne un tracé approximatif.
Il faudrait sans aucun doute approfondir les notions relatives à :
Contour en Mouvement , Champ de Courbure , Points d'inflexion.
     De même, le volume généré par les 6 sections n'est pas trés cohérent. Ici aussi il faudrait approfondir la fonction Bossage Base lissé.

Sans doute un logiciel spécifique (voir Dassault) donnerait de meilleurs résultats.

 


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