Systèmes multicorps

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Le concept de système multicorps est utilisé en mécanique pour modéliser le comportement dynamique de corps rigides et/ou flexibles connecté les uns aux autres par des liaisons mécaniques, chacun de ses corps décrivant de grands déplacements à la fois en translation et en rotation.

[modifier] Introduction

Le comportement dynamique des mécanismes est un sujet qui a été particulièrement traité et ce, à l'aide de nombreux formalismes. Les premières formulations du problème ont été introduites par Newton pour les particules et Euler pour les corps solides. Euler ayant déjà introduit le concept d'efforts de réaction entre différents corps mécaniques. Plus tard, ces formalismes on été étendus, notamment par Lagrange avec une description basée sur les coordonnées minimum ainsi qu'une autre formulation introduisant les équations de contraintes.

Le mouvement des corps solides peut être décrit dans un premier temps par la cinématique. Le comportement dynamique du système résulte de l'équilibre des forces et des moments appliqués sur les différent solides.

L'analyse des système multicorps se retrouve aujourd'hui dans de nombreux domaines techniques, tant au niveau de la recherche que de l'industrie. On citera en particulier la robotique et la dynamique des véhicules, guidés ou non. Grâce aux moyens de calculs informatiques actuels et à la performance des codes de calculs modernes, il est possible de modéliser, simuler, analyser et optimiser des systèmes comportant jusqu'à plusieurs milliers de corps interconnectés.

[modifier] Applications

Alors que la méthode des éléments finis est utilisé principalement pour l'analyse locale d'une pièce mécanique, le comportement du système complet en tant que mécanisme est modélisation par des formulations multicorps. Les méthodes multicorps sont utilisées dans les domaines de :

la robotique
la simulation des véhicules (dynamique des véhicules, rapid protoyping, agilité, amélioration du comportement, amélioration du confort, ...)
la biomécanique
l'aérospatiale (hélicoptères, train d'atterrissage, comportement des mécanismes sous différentes conditions de gravité )
les moteurs à combustion interne, les trains d'engrenages, les transmission par chaîne, les transmissions par courroie.
les machines industrielles (convoyeurs)
la simulation des particules au sens général (milieux granulaires, molécules)
les applications militaires.