Construction d’une hélice marine en surfacique Catia V5

Y a t’il un plus bel objet technique qu’une hélice de bateau en bronze ?

Si la pièce est intéressante à bien des points de vues, comme la cavitation qui produit une corrosion aggravée de sa surface, elle nécessite également quelques notions de surfacique lors de sa modélisation.

Catia V5 - Helice marine - rendu

Par respect pour cet organe mythique, nous allons ici faire de notre mieux pour produire quelque chose de réaliste. Pas question de bâcler la chose en produisant un solide taillé à la serpe aussi néfaste pour l’écoulement du fluide que pour nos rétines.
Les bords seront donc considérés avec soin comme le ferait un artisan hélicier de la marine.

Voyons maintenant la…

Construction d’une hélice marine en surfacique sur Catia V5

 

Catia V5 - Helice marine - sketchfab

 

 

La vidéo de l’article

Le résumé de la vidéo

 

Catia V5 - Helice marine - Helice finie quadripale

Pour arriver à ce résultat, il est nécessaire de définir une seule pale en surfacique car l’atelier PartDesign n’offre pas des outils adaptés à la fabrication d’une telle géométrie.

La pale sera donc faite en surfacique (peau extérieure de la pale) puis remplie pour la transformer en solide.
On y ajoutera le moyeu, le rayon de raccordement puis on procédera à la répétition circulaire pour multiplier les pales.

Tout commence par deux cylindres représentant le moyeu et le diamètre extérieur de l’hélice.

Une trace presque hélicoïdale est projetée sur le petit cylindre dans une portion de 120° (hélice tripale).
Enfin cette trace est projetée sur le cylindre extérieur.

Catia V5 - Helice marine - éléments départ

Les deux traces sont ensuite reliées par une surface de raccord. Celle-ci sert de support pour tracer une spline qui représentera la forme en plan de la pale.

Catia V5 - Helice marine - surface raccord pale

La surface de raccord est une première fois découpée par cette spline puis une courbe parallèle vers l’intérieur est ajoutée.

Catia V5 - Helice marine - surface raccord pale decoupée

La surface est à nouveau découpée. Cette surface représente la fibre neutre de la pale.

Un premier décalage vers le haut fera la peau de l’extrados de la pale. Un autre décalage vers le bas fera l’intrados.

Catia V5 - Helice marine - surface raccord pale decoupée décalée

L’objectif est alors de faire un balayage le long des faces pour raccorder l’extrados (bleu) à l’intrados (vert).
Il faut au préalable ajouter deux petites splines proches du moyeu se raccordant en continuité en courbure avec les bords des faces bleu et verte.

Catia V5 - Helice marine - spline bord marginal

La même chose est faite à l’autre bout des guides (bords des faces) au bord d’attaque.

Une surface multi section est alors produite sur ces éléments en raccordement en courbure.

Catia V5 - Helice marine - surface multisection bord marginal

Il ne reste plus qu’à assembler les trois surfaces et boucher le trou au niveau du moyeu.

Catia V5 - Helice marine - surface fermeture moyeux

Un ultime assemblage de ces éléments et s’ensuit l’opération de remplissage solide.

Catia V5 - Helice marine - pale remplissage solide

On y ajoute un cylindre pour le moyeu et un rayon de raccordement.

Catia V5 - Helice marine - pale remplissage solide raccordement moyeu

Il suffit ensuite de faire la répétition circulaire correspondante à l’angle de départ (120°) donc 3 instances ou comme sur cette image 4 pales si tout le surfacique est reconstruit sur cet angle (90°).

Catia V5 - Helice marine - pale remplissage solide raccordement moyeu répétition cyclique

 

Conclusion

Cette construction surfacique vous a plu, je l’espère.
Nous avons vu comment obtenir les références nécessaires à l’établissement d’une géométrie volumique (décalage des peaux). Nous avons également vu comment apporter ce côté réaliste grâce au balayage multi-sections.

N’hésitez pas à parler ne mon blog autour de vous, si vous avez des collègues dessineux ou des étudiants qui s’intéressent à la CAO, ça pourrait peut être les aider.

Si vous avez des questions sur ce modèle laissez moi un commentaire juste après avoir liké ou partagé l’article    : )

A très bientôt…

 

 

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About the Author: PSX59

Technicien dans l'âme et résolument passionné d'aviation, je vous invite à découvrir la CAO sur des thèmes variés avec un seul but ... Créer !

4 Comments

  1. Répondre Primus

    Merci Vincent pour cette nouvelle vidéo.

    La notion de « longueur » est souvent associée à la notion d’ennui, ce qui est manifestement pas le cas de tes vidéos et celle-ci en particulier. Tu fais des tutos proches des néophytes que nous sommes, avec une part de « je fais çà à la louche » suivi d’un « bon, ben çà marche pas » que perso je connais bien, suivi d’un raisonnement adéquat qui débloque la situation. Tes tutos ne sont pas « aseptisés » comme certaines, elles suivent une démarche que tout-un-chacun a lorsqu’il débute, mais il y a toujours le petit commentaire qui nous remets le pied à l’étrier. Bon j’arrête là les commentaires élogieux (amplement mérités) pour te dire : pourquoi pas une vidéo N°2 pour la résolution de tous les petits tracas rencontrés dans cette vidéo.
    Comment fais-tu pour le rendu final, couleur laiton et raillures sur la photo de présentation?

    Continues comme cela, j’adore.

    Primus

    • Répondre PSX59

      Bonjour Primus,

      Merci infiniment pour ce commentaire qui me touche beaucoup.
      Une vidéo N°2 sur les petits tracas de la N°1 ? Pourquoi pas. Je crois que le plus gros problème est de partir dans la bonne direction. Faire au plus juste sans faire une usine à gaz et surtout avoir un résultat.
      L’hélice n’est pas parfaite car elle ne passe pas l’Update quand on change le nombre de pales. Il faudrait du temps pour régler tout ça. C’est bien dans le cadre d’un BE où l’on doit produire rapidement des variantes du produit.
      Pour les rendus, c’est une bonne question. Ils ne sont pas faits sur Catia.
      Il y a plusieurs solutions allant de l’open Source (Blender + un moteur de rendu gratuit) à la solution chère comme Keyshot très puissant et très intuitif.
      J’ai récemment fait l’acquisition de 3D Coat pour me faire plaisir en modélisation « libre » à base de Voxels. On peut comme pour Blender lui ajouter RenderMan le moteur de rendu de Pixar.
      L’avantage de 3D Coat est qu’il permet de produire des matériaux très réalistes avec texture mais c’est une autre histoire…

  2. Répondre Philippe BOSSIS

    Bonjour,
    Votre hélice est conçue avec une épaisseur constante, est-il possible sur Catia ou Rhino de varier l’épaisseur de l’intrados et de l’extrados ?
    D’avance merci pour votre réponse.
    Cordialement
    Ps: quel est le prix du programme Catia ?

    • Répondre PSX59

      Bonjour Philippe,
      Bonne question.
      Ici, dans cette construction, j’ai fait simple en faisant un décalage d’une des faces.
      Pour faire une épaisseur variable, il faut s’y prendre autrement, donc reconstruire toute la pale. Il faut à mon avis faire comme une pale d’hélice aérienne en faisant une surface multisection partant du pied et allant vers le saumon. On peut utiliser des lois pour faire varier l’épaisseur est la corde.
      Sur Rhino, c’est un peu la même chose (un balayage sur deux guides) en s’appuyant sur des courbes que l’on a pris soins de tracer au bords de fuite et d’attaque.
      Quelque soit le logiciel ce sera du « Wireframe Design »
      Catia MD2 c’est de l’ordre de 15k€ à l’achat et 1k€ tous les ans. C’est envisageable pour les grosses boites : )

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