Kamel MEHDI was graduated as Mechanical Engineer from National Engineering Study School “ENIS” - Tunisia in 1989. He received his doctor's degree in Mechanical Engineering in 1995 from INSA of Lyon – France and his HDR diploma in 2008 from ENIS - Tunisia. He is currently Associated Professor in Mechanical Engineer at the Preparatory Institute of Engineering Study - El Manar - Tunis and he is a researcher at the Mechanical, Production and Energetic Laboratory 'LMPE' of the National Higher Engineering School of Sciences of Tunis 'ENSIT' “Ex ESSTT” - Tunisia. His research activities concern the Computer Aided Design and the Machining and Manufacturing Systems. His research works have been published in the JAMT - Journal of Advanced Manufacturing Technology, ASME - Journal of Manufacturing Science and Engineering, IJMERR, IJMMM, IJVD – International Journal of Vehicle Design, JoMFT – Journal of Machining and Forming Technology, IJES – Int. Journal of Engineering Simulation, JDS – Journal of Decision Systems and in many International Conferences.
Cet ouvrage est destiné aux étudiants des classes préparatoires au cycle d’ingénieur, aux étudian... more Cet ouvrage est destiné aux étudiants des classes préparatoires au cycle d’ingénieur, aux étudiants des I.S.E.T., aux étudiants du premier cycle universitaire et à tous ceux qui sont amenés à passer des concours comportant une épreuve de mécanique générale. Il ne s’agit pas seulement d’un recueil de problèmes corrigés mais également d’un instrument pédagogique.
L’objectif de l’ouvrage est de donner aux étudiants les méthodes et la pratique de la résolution des problèmes de mécanique générale. Des problèmes résolus de façon détaillée indiquent clairement la méthode générale de résolution et mettent en relief les difficultés rencontrées. Les systèmes mécaniques choisis sont concrets. Lorsque cela est nécessaire, les calculs sont conduits jusqu’à l’étape des résultats numériques afin de décrire avec précision le fonctionnement du mécanisme étudié.
La mise en équation des systèmes proposés nécessite l’application des théorèmes déduits du principe fondamental de la dynamique : les deux théorèmes généraux de la dynamique et le théorème de l’énergie cinétique. On obtient les équations du mouvement et les efforts de contact en dynamique en adoptant le plan suivant :
1. Schématisation du système mécanique réel étudié ;
2. Géométrie vectorielle ;
3. Cinématique ;
4. Géométrie des masses ;
5. Cinétique et Dynamique ;
6. Torseurs des actions mécaniques extérieures ;
7. Mise en équation par les théorèmes généraux de la dynamique et le théorème de l’énergie cinétique ;
8. Discussion des résultats obtenus.
Le processus de conception d'un système mécanique regroupe différentes activités (étude,analyse, ... more Le processus de conception d'un système mécanique regroupe différentes activités (étude,analyse, calcul, choix, représentation graphique, documentation, fabrication, assemblage, etc.). Chaque activité fait appel généralement à un ou plusieurs programmes qui exécutent des procédures sur la base de méthodes spécifiques définies dans différentes classes d'objets. De même, différentes activités manipulent les mêmes objets sans aucune interaction entre eux. Cependant, une simple modification de l'un des attributs d'un objet peut impliquer des modifications sur les attributs des autres objets manipulés par d'autres activités.
Dans la thèse, nous avons proposé une nouvelle approche capable d'intégrer différentes activités destinées à la conception des boîtes de transmission par engrenages. Cette approche est basée sur une représentation orientée objets des différents composants mécaniques de la boîte. Cette
représentation a permis la construction d'une bibliothèque, commune pour toutes les activités de conception, constituée de différents composants mécaniques. Lacompatibilité du système est maintenue grâce à la définition de différentes relations entre les objets. On trouve aussi des contraintes et des règles de conception, ainsi que des méthodes. La bibliothèque communique avec un module de traitement des
données, un module de base de données, et l'utilisateur à travers un interface homme-machine.
Le présent rapport a pour objectif de présenter une synthèse de mes travaux de recherches (post-d... more Le présent rapport a pour objectif de présenter une synthèse de mes travaux de recherches (post-doctorales) depuis 1996 dans le domaine de la fabrication et de la conception mécaniques.
Ce rapport est structuré en deux grandes parties :
La première partie a pour objet la présentation des résultats obtenus suite à certains travaux de recherche effectués par moi-même. Ces recherches se rapportent à un thème général à savoir : « L’étude du comportement dynamique des pièces minces au cours d’une opération d’usinage ». Nous nous intéresserons aux deux cas d’usinage : le tournage et le fraisage de profil.
La deuxième partie expose, par ailleurs, la synthèse des travaux consacrés au deuxième thème de recherche : « Systèmes experts et Langages orientés objets : Outils pour la conception mécanique assistée par ordinateur (CMAO) ». Cet exposé représente en grande partie l’ensemble des résultats retenus suite à mes encadrements dans ce domaine.
Les engrenages sont les composantes mécaniques les plus utilisées lors de la transmission du mouv... more Les engrenages sont les composantes mécaniques les plus utilisées lors de la transmission du mouvement et de la puissance. Ils sont définis par plusieurs paramètres interdépendants. Leurs études exigent une approche itérative afin d’optimiser certaines variables en prenant en considération les aspects cinématique et dynamiques.
Aussi, vu la complexité des formules de la conception et la diversité des types des matériaux, le calcul manuel des caractéristiques des engrenages nécessite un temps considérable sans aboutir à des résultats exacts. Par conséquent, les spécialistes constatent qu’un outil informatique s’avère nécessaire pour automatiser ce travail. Cet outil doit respecter certaines données et exigences suivantes établies par les constructeurs des machines dans le cahier des charges :
•la puissance ou le couple à transmettre,
•la fréquence de rotation du pignon d'entrée de mouvement,
•la valeur moyenne du rapport de transmission ou la valeur d’une autre variante de données comme le nombre des dents du pignon et de la roue ou la valeur de la fréquence de rotation de la roue de sortie du mouvement,
•les paramètres de taillage (le type des dentures, module, angle de pression, angle d’hélice, etc.)
•les conditions de fonctionnement de l'engrenage,
•l'encombrement.
En effet, l’objectif de l’étude est une conception des engrenages assistée par ordinateur. Ceci consiste à consolider l’analyse mécanique des engrenages par des outils informatiques.
Ainsi, on parvient à guider l’utilisateur dans le calcul et à justifier chaque étape du processus. Cette méthode de conception ne doit pas être figée par ce qu’il faut laisser à l’utilisateur la maîtrise du déroulement des opérations de calcul et la manipulation des différentes approches de conception.
Pour ce but, nous proposons dans notre mémoire un programme informatique, baptisé par « Wingears », qui favorise l’automatisation du calcul des caractéristiques des engrenages cylindriques à dentures droites et hélicoïdales. Ce programme fonctionne sur un micro ordinateur « P-C » sous un environnement Windows (QuickWin du fortran Power Station).
Dans la version actuelle de notre programme, nous proposons deux démarches de calcul répondant à un besoin industriel bien spécifique selon la norme ISO. Ces deux démarches peuvent être enrichies par d’autres variantes selon le besoin.
Notre rapport sera présenté dans trois chapitres :
Le premier chapitre traitera, à la lumière d’une étude bibliographique les caractéristiques des engrenages cylindriques à dentures droites et hélicoïdales. Nous rappellerons, d’une part, les définitions des différents paramètres des engrenages. D’autre part, notre intérêt portera sur les facteurs ayant de l’influence sur le calcul d’un couple d’engrenage. Cette analyse est inspirée essentiellement des travaux effectués par G. HENRIOT et présentés dans son livre « Traité théorique et pratique des engrenages » [1].
Le second chapitre précisera l’aspect informatique et algorithmique de la représentation et de la modélisation des connaissances théoriques des calculs normalisés des engrenages cylindriques dans le programme Wingears. Ainsi nous mettrons en évidence les deux démarches de calcul que nous proposons ainsi que leurs algorithmes respectifs.
Enfin, l’implémentation informatique de notre méthodologie sera appuyée et illustrée dans le troisième chapitre à l’aide d’un exemple d’application. La procédure du traitement de l’exemple sera présentée sous forme des figures d’écran qui donneront des éléments concrets pour alimenter une discussion.
Environmental Justice and Oil Pollution Laws, 2020
The study was used to determine the effectiveness of Banana (Musa acuminate) peelings extract and... more The study was used to determine the effectiveness of Banana (Musa acuminate) peelings extract and Chili (Capsicum annuum) extract as a mosquito terminator. The banana peelings and chili extracts was filtered. After getting the extracts the researchers put the extracts in the spray bottle and sprayed the mosquito 3 times every 5 minutes. Based on the table, it is proven that the banana peelings and chili extracts is an effective mosquito repellant.
In this paper, we present a two-dimensional machining model that allows the simulation of cutting... more In this paper, we present a two-dimensional machining model that allows the simulation of cutting force including the cutting process damping in a dynamic circular milling process. The cutting forces obtained through the simulation model are compared with experimental results, and a discussion on the effect of various milling parameters on cutting force, such as cutting speed, feed rate, radial depth of cut, tool diameter, and tool helix angle, in a circular peripheral milling process will be presented.
2020 11th International Conference on Mechanical and Aerospace Engineering (ICMAE), 2020
In a machining process, self excited vibrations (chatter) take an important place in many researc... more In a machining process, self excited vibrations (chatter) take an important place in many research works. In classic cases, with a massive workpieces, chatter vibrations occur when the depth of cut or the cutting speed exceeds the stability of machine tool. But with a thin wall workpiece, the situation of chatter vibration problems is not so simple. Thus, the main object of our study is to qualify the dynamic behaviour of a thin walled workpieces during a turning cutting process. In this part of our study, we will present some results of a modal analysis, calculated with a finite element program on tubular workpieces with different materials (steel, aluminium and titanium alloys) and with several geometry and setting parameters. The mode frequencies are then analyzed with Yats factorial experimental plan (33) to define and make in evidence the main controlled design factors.
In this paper, we consider the problem of the assembly line balancing, which allows us to find th... more In this paper, we consider the problem of the assembly line balancing, which allows us to find the assignment of each task that respects fixed constraints while optimizing the repair of working time. However, some other factors can affect productivity and workers, such as repetitive work, handling heavy loads. In this last case, workers in the assembly are subject to ergonomic risks. Besides, it is very important to reduce these risks which is the aim of this research where we attempt to show the importance of ergonomic of an assembly line and to prove the influence of its risks on an assembly line balancing problem. In fact, poor division of labor between stations can lead to unnecessary idle time and unnecessary additional costs for each part produced. In addition, the ergonomic risks can be included in inactivity and this underlines the importance of reducing this risk and its effect on the line. Thus, we expose in this paper a mathematical model to perform the assembly line bala...
ASME 1995 15th International Computers in Engineering Conference and the ASME 1995 9th Annual Engineering Database Symposium, 1995
The design process of a mechanical product gathers generally different activities (conceptual stu... more The design process of a mechanical product gathers generally different activities (conceptual study, mechanical analysis, drawing, documentation, manufacture and assembly). Many design systems based on traditional programming methods have been developed to assist the user to one or several of these activities. These programs suffer generally from the previously defined sequences, the inefficiency of the heuristic knowledge representation and the inaptitude of manipulation of symbolic informations. Thus, the success of such new design systems necessitates the combination of several types of knowledge (heuristic, symbolic, numeric, etc.). These knowledge are generally complementary and can come from different sources of knowledge. The state of the art is characterized therefore by the coupling or the integration of these sources of knowledge and to put them in a stand alone design system. This system also has to be opened to the integration and the acceptance of other sources of knowl...
2021 12th International Conference on Mechanical and Aerospace Engineering (ICMAE), 2021
In order to promote better part quality and optimum productivity, automatic machining monitoring ... more In order to promote better part quality and optimum productivity, automatic machining monitoring systems are essential for the proper functioning and safety of the manufacturing process. This monitoring process is based on the processing of a signal acquired in real time during manufacture. The signal is based on scientific criteria that guarantee maximum efficiency of the information recorded. In this context, we propose to present a review of the various results resulting from the experimental work on these monitoring systems. Our interest will focus on the study of industrial system diagnostics and on scientific and industrial objectives dealing with the monitoring system in order to early detect any deviation in machine or tool behavior. We will present a description of the means and methods employed in the automatic monitoring of production by machining of metals. More specifically, we will discuss the different diagnostic approaches at the base of the models developed by the scientific community.
Cet ouvrage est destiné aux étudiants des classes préparatoires au cycle d’ingénieur, aux étudian... more Cet ouvrage est destiné aux étudiants des classes préparatoires au cycle d’ingénieur, aux étudiants des I.S.E.T., aux étudiants du premier cycle universitaire et à tous ceux qui sont amenés à passer des concours comportant une épreuve de mécanique générale. Il ne s’agit pas seulement d’un recueil de problèmes corrigés mais également d’un instrument pédagogique. L’objectif de l’ouvrage est de donner aux étudiants les méthodes et la pratique de la résolution des problèmes de mécanique générale. Des problèmes résolus de façon détaillée indiquent clairement la méthode générale de résolution et mettent en relief les difficultés rencontrées. Les systèmes mécaniques choisis sont concrets. Lorsque cela est nécessaire, les calculs sont conduits jusqu’à l’étape des résultats numériques afin de décrire avec précision le fonctionnement du mécanisme étudié. La mise en équation des systèmes proposés nécessite l’application des théorèmes déduits du principe fondamental de la dynamique : les deux t...
Journal of Manufacturing Science and Engineering, 2002
From a practical point of view, in machining applications, chatter vibration constitutes a major ... more From a practical point of view, in machining applications, chatter vibration constitutes a major problem during the cutting process. It is becoming increasingly difficult to suppress chatter during cutting at high speeds. Many investigators have regarded chatter vibrations as a “natural” phenomenon during the cutting process and a part of the process itself. In classical machining operations with thick-walled workpieces chatter vibrations occur when the cutting depth exceeds stability limits dependent on the machine tool. On the other hand, in the case of thin-walled cylindrical workpieces, chatter vibration problems are not so simple to formulate. The main purpose of this study is to qualify the dynamic behavior of a thin-walled workpiece during the turning process. It contains two parts: the cutting process simulation and the definition of experimental stability criteria. In the first part, a numerical model, which simulates the turning process of thin-walled cylindrical workpiece...
Cet ouvrage est destiné aux étudiants des classes préparatoires au cycle d’ingénieur, aux étudian... more Cet ouvrage est destiné aux étudiants des classes préparatoires au cycle d’ingénieur, aux étudiants des I.S.E.T., aux étudiants du premier cycle universitaire et à tous ceux qui sont amenés à passer des concours comportant une épreuve de mécanique générale. Il ne s’agit pas seulement d’un recueil de problèmes corrigés mais également d’un instrument pédagogique.
L’objectif de l’ouvrage est de donner aux étudiants les méthodes et la pratique de la résolution des problèmes de mécanique générale. Des problèmes résolus de façon détaillée indiquent clairement la méthode générale de résolution et mettent en relief les difficultés rencontrées. Les systèmes mécaniques choisis sont concrets. Lorsque cela est nécessaire, les calculs sont conduits jusqu’à l’étape des résultats numériques afin de décrire avec précision le fonctionnement du mécanisme étudié.
La mise en équation des systèmes proposés nécessite l’application des théorèmes déduits du principe fondamental de la dynamique : les deux théorèmes généraux de la dynamique et le théorème de l’énergie cinétique. On obtient les équations du mouvement et les efforts de contact en dynamique en adoptant le plan suivant :
1. Schématisation du système mécanique réel étudié ;
2. Géométrie vectorielle ;
3. Cinématique ;
4. Géométrie des masses ;
5. Cinétique et Dynamique ;
6. Torseurs des actions mécaniques extérieures ;
7. Mise en équation par les théorèmes généraux de la dynamique et le théorème de l’énergie cinétique ;
8. Discussion des résultats obtenus.
Le processus de conception d'un système mécanique regroupe différentes activités (étude,analyse, ... more Le processus de conception d'un système mécanique regroupe différentes activités (étude,analyse, calcul, choix, représentation graphique, documentation, fabrication, assemblage, etc.). Chaque activité fait appel généralement à un ou plusieurs programmes qui exécutent des procédures sur la base de méthodes spécifiques définies dans différentes classes d'objets. De même, différentes activités manipulent les mêmes objets sans aucune interaction entre eux. Cependant, une simple modification de l'un des attributs d'un objet peut impliquer des modifications sur les attributs des autres objets manipulés par d'autres activités.
Dans la thèse, nous avons proposé une nouvelle approche capable d'intégrer différentes activités destinées à la conception des boîtes de transmission par engrenages. Cette approche est basée sur une représentation orientée objets des différents composants mécaniques de la boîte. Cette
représentation a permis la construction d'une bibliothèque, commune pour toutes les activités de conception, constituée de différents composants mécaniques. Lacompatibilité du système est maintenue grâce à la définition de différentes relations entre les objets. On trouve aussi des contraintes et des règles de conception, ainsi que des méthodes. La bibliothèque communique avec un module de traitement des
données, un module de base de données, et l'utilisateur à travers un interface homme-machine.
Le présent rapport a pour objectif de présenter une synthèse de mes travaux de recherches (post-d... more Le présent rapport a pour objectif de présenter une synthèse de mes travaux de recherches (post-doctorales) depuis 1996 dans le domaine de la fabrication et de la conception mécaniques.
Ce rapport est structuré en deux grandes parties :
La première partie a pour objet la présentation des résultats obtenus suite à certains travaux de recherche effectués par moi-même. Ces recherches se rapportent à un thème général à savoir : « L’étude du comportement dynamique des pièces minces au cours d’une opération d’usinage ». Nous nous intéresserons aux deux cas d’usinage : le tournage et le fraisage de profil.
La deuxième partie expose, par ailleurs, la synthèse des travaux consacrés au deuxième thème de recherche : « Systèmes experts et Langages orientés objets : Outils pour la conception mécanique assistée par ordinateur (CMAO) ». Cet exposé représente en grande partie l’ensemble des résultats retenus suite à mes encadrements dans ce domaine.
Les engrenages sont les composantes mécaniques les plus utilisées lors de la transmission du mouv... more Les engrenages sont les composantes mécaniques les plus utilisées lors de la transmission du mouvement et de la puissance. Ils sont définis par plusieurs paramètres interdépendants. Leurs études exigent une approche itérative afin d’optimiser certaines variables en prenant en considération les aspects cinématique et dynamiques.
Aussi, vu la complexité des formules de la conception et la diversité des types des matériaux, le calcul manuel des caractéristiques des engrenages nécessite un temps considérable sans aboutir à des résultats exacts. Par conséquent, les spécialistes constatent qu’un outil informatique s’avère nécessaire pour automatiser ce travail. Cet outil doit respecter certaines données et exigences suivantes établies par les constructeurs des machines dans le cahier des charges :
•la puissance ou le couple à transmettre,
•la fréquence de rotation du pignon d'entrée de mouvement,
•la valeur moyenne du rapport de transmission ou la valeur d’une autre variante de données comme le nombre des dents du pignon et de la roue ou la valeur de la fréquence de rotation de la roue de sortie du mouvement,
•les paramètres de taillage (le type des dentures, module, angle de pression, angle d’hélice, etc.)
•les conditions de fonctionnement de l'engrenage,
•l'encombrement.
En effet, l’objectif de l’étude est une conception des engrenages assistée par ordinateur. Ceci consiste à consolider l’analyse mécanique des engrenages par des outils informatiques.
Ainsi, on parvient à guider l’utilisateur dans le calcul et à justifier chaque étape du processus. Cette méthode de conception ne doit pas être figée par ce qu’il faut laisser à l’utilisateur la maîtrise du déroulement des opérations de calcul et la manipulation des différentes approches de conception.
Pour ce but, nous proposons dans notre mémoire un programme informatique, baptisé par « Wingears », qui favorise l’automatisation du calcul des caractéristiques des engrenages cylindriques à dentures droites et hélicoïdales. Ce programme fonctionne sur un micro ordinateur « P-C » sous un environnement Windows (QuickWin du fortran Power Station).
Dans la version actuelle de notre programme, nous proposons deux démarches de calcul répondant à un besoin industriel bien spécifique selon la norme ISO. Ces deux démarches peuvent être enrichies par d’autres variantes selon le besoin.
Notre rapport sera présenté dans trois chapitres :
Le premier chapitre traitera, à la lumière d’une étude bibliographique les caractéristiques des engrenages cylindriques à dentures droites et hélicoïdales. Nous rappellerons, d’une part, les définitions des différents paramètres des engrenages. D’autre part, notre intérêt portera sur les facteurs ayant de l’influence sur le calcul d’un couple d’engrenage. Cette analyse est inspirée essentiellement des travaux effectués par G. HENRIOT et présentés dans son livre « Traité théorique et pratique des engrenages » [1].
Le second chapitre précisera l’aspect informatique et algorithmique de la représentation et de la modélisation des connaissances théoriques des calculs normalisés des engrenages cylindriques dans le programme Wingears. Ainsi nous mettrons en évidence les deux démarches de calcul que nous proposons ainsi que leurs algorithmes respectifs.
Enfin, l’implémentation informatique de notre méthodologie sera appuyée et illustrée dans le troisième chapitre à l’aide d’un exemple d’application. La procédure du traitement de l’exemple sera présentée sous forme des figures d’écran qui donneront des éléments concrets pour alimenter une discussion.
Environmental Justice and Oil Pollution Laws, 2020
The study was used to determine the effectiveness of Banana (Musa acuminate) peelings extract and... more The study was used to determine the effectiveness of Banana (Musa acuminate) peelings extract and Chili (Capsicum annuum) extract as a mosquito terminator. The banana peelings and chili extracts was filtered. After getting the extracts the researchers put the extracts in the spray bottle and sprayed the mosquito 3 times every 5 minutes. Based on the table, it is proven that the banana peelings and chili extracts is an effective mosquito repellant.
In this paper, we present a two-dimensional machining model that allows the simulation of cutting... more In this paper, we present a two-dimensional machining model that allows the simulation of cutting force including the cutting process damping in a dynamic circular milling process. The cutting forces obtained through the simulation model are compared with experimental results, and a discussion on the effect of various milling parameters on cutting force, such as cutting speed, feed rate, radial depth of cut, tool diameter, and tool helix angle, in a circular peripheral milling process will be presented.
2020 11th International Conference on Mechanical and Aerospace Engineering (ICMAE), 2020
In a machining process, self excited vibrations (chatter) take an important place in many researc... more In a machining process, self excited vibrations (chatter) take an important place in many research works. In classic cases, with a massive workpieces, chatter vibrations occur when the depth of cut or the cutting speed exceeds the stability of machine tool. But with a thin wall workpiece, the situation of chatter vibration problems is not so simple. Thus, the main object of our study is to qualify the dynamic behaviour of a thin walled workpieces during a turning cutting process. In this part of our study, we will present some results of a modal analysis, calculated with a finite element program on tubular workpieces with different materials (steel, aluminium and titanium alloys) and with several geometry and setting parameters. The mode frequencies are then analyzed with Yats factorial experimental plan (33) to define and make in evidence the main controlled design factors.
In this paper, we consider the problem of the assembly line balancing, which allows us to find th... more In this paper, we consider the problem of the assembly line balancing, which allows us to find the assignment of each task that respects fixed constraints while optimizing the repair of working time. However, some other factors can affect productivity and workers, such as repetitive work, handling heavy loads. In this last case, workers in the assembly are subject to ergonomic risks. Besides, it is very important to reduce these risks which is the aim of this research where we attempt to show the importance of ergonomic of an assembly line and to prove the influence of its risks on an assembly line balancing problem. In fact, poor division of labor between stations can lead to unnecessary idle time and unnecessary additional costs for each part produced. In addition, the ergonomic risks can be included in inactivity and this underlines the importance of reducing this risk and its effect on the line. Thus, we expose in this paper a mathematical model to perform the assembly line bala...
ASME 1995 15th International Computers in Engineering Conference and the ASME 1995 9th Annual Engineering Database Symposium, 1995
The design process of a mechanical product gathers generally different activities (conceptual stu... more The design process of a mechanical product gathers generally different activities (conceptual study, mechanical analysis, drawing, documentation, manufacture and assembly). Many design systems based on traditional programming methods have been developed to assist the user to one or several of these activities. These programs suffer generally from the previously defined sequences, the inefficiency of the heuristic knowledge representation and the inaptitude of manipulation of symbolic informations. Thus, the success of such new design systems necessitates the combination of several types of knowledge (heuristic, symbolic, numeric, etc.). These knowledge are generally complementary and can come from different sources of knowledge. The state of the art is characterized therefore by the coupling or the integration of these sources of knowledge and to put them in a stand alone design system. This system also has to be opened to the integration and the acceptance of other sources of knowl...
2021 12th International Conference on Mechanical and Aerospace Engineering (ICMAE), 2021
In order to promote better part quality and optimum productivity, automatic machining monitoring ... more In order to promote better part quality and optimum productivity, automatic machining monitoring systems are essential for the proper functioning and safety of the manufacturing process. This monitoring process is based on the processing of a signal acquired in real time during manufacture. The signal is based on scientific criteria that guarantee maximum efficiency of the information recorded. In this context, we propose to present a review of the various results resulting from the experimental work on these monitoring systems. Our interest will focus on the study of industrial system diagnostics and on scientific and industrial objectives dealing with the monitoring system in order to early detect any deviation in machine or tool behavior. We will present a description of the means and methods employed in the automatic monitoring of production by machining of metals. More specifically, we will discuss the different diagnostic approaches at the base of the models developed by the scientific community.
Cet ouvrage est destiné aux étudiants des classes préparatoires au cycle d’ingénieur, aux étudian... more Cet ouvrage est destiné aux étudiants des classes préparatoires au cycle d’ingénieur, aux étudiants des I.S.E.T., aux étudiants du premier cycle universitaire et à tous ceux qui sont amenés à passer des concours comportant une épreuve de mécanique générale. Il ne s’agit pas seulement d’un recueil de problèmes corrigés mais également d’un instrument pédagogique. L’objectif de l’ouvrage est de donner aux étudiants les méthodes et la pratique de la résolution des problèmes de mécanique générale. Des problèmes résolus de façon détaillée indiquent clairement la méthode générale de résolution et mettent en relief les difficultés rencontrées. Les systèmes mécaniques choisis sont concrets. Lorsque cela est nécessaire, les calculs sont conduits jusqu’à l’étape des résultats numériques afin de décrire avec précision le fonctionnement du mécanisme étudié. La mise en équation des systèmes proposés nécessite l’application des théorèmes déduits du principe fondamental de la dynamique : les deux t...
Journal of Manufacturing Science and Engineering, 2002
From a practical point of view, in machining applications, chatter vibration constitutes a major ... more From a practical point of view, in machining applications, chatter vibration constitutes a major problem during the cutting process. It is becoming increasingly difficult to suppress chatter during cutting at high speeds. Many investigators have regarded chatter vibrations as a “natural” phenomenon during the cutting process and a part of the process itself. In classical machining operations with thick-walled workpieces chatter vibrations occur when the cutting depth exceeds stability limits dependent on the machine tool. On the other hand, in the case of thin-walled cylindrical workpieces, chatter vibration problems are not so simple to formulate. The main purpose of this study is to qualify the dynamic behavior of a thin-walled workpiece during the turning process. It contains two parts: the cutting process simulation and the definition of experimental stability criteria. In the first part, a numerical model, which simulates the turning process of thin-walled cylindrical workpiece...
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L’objectif de l’ouvrage est de donner aux étudiants les méthodes et la pratique de la résolution des problèmes de mécanique générale. Des problèmes résolus de façon détaillée indiquent clairement la méthode générale de résolution et mettent en relief les difficultés rencontrées. Les systèmes mécaniques choisis sont concrets. Lorsque cela est nécessaire, les calculs sont conduits jusqu’à l’étape des résultats numériques afin de décrire avec précision le fonctionnement du mécanisme étudié.
La mise en équation des systèmes proposés nécessite l’application des théorèmes déduits du principe fondamental de la dynamique : les deux théorèmes généraux de la dynamique et le théorème de l’énergie cinétique. On obtient les équations du mouvement et les efforts de contact en dynamique en adoptant le plan suivant :
1. Schématisation du système mécanique réel étudié ;
2. Géométrie vectorielle ;
3. Cinématique ;
4. Géométrie des masses ;
5. Cinétique et Dynamique ;
6. Torseurs des actions mécaniques extérieures ;
7. Mise en équation par les théorèmes généraux de la dynamique et le théorème de l’énergie cinétique ;
8. Discussion des résultats obtenus.
Les auteurs
Dans la thèse, nous avons proposé une nouvelle approche capable d'intégrer différentes activités destinées à la conception des boîtes de transmission par engrenages. Cette approche est basée sur une représentation orientée objets des différents composants mécaniques de la boîte. Cette
représentation a permis la construction d'une bibliothèque, commune pour toutes les activités de conception, constituée de différents composants mécaniques. Lacompatibilité du système est maintenue grâce à la définition de différentes relations entre les objets. On trouve aussi des contraintes et des règles de conception, ainsi que des méthodes. La bibliothèque communique avec un module de traitement des
données, un module de base de données, et l'utilisateur à travers un interface homme-machine.
Ce rapport est structuré en deux grandes parties :
La première partie a pour objet la présentation des résultats obtenus suite à certains travaux de recherche effectués par moi-même. Ces recherches se rapportent à un thème général à savoir : « L’étude du comportement dynamique des pièces minces au cours d’une opération d’usinage ». Nous nous intéresserons aux deux cas d’usinage : le tournage et le fraisage de profil.
La deuxième partie expose, par ailleurs, la synthèse des travaux consacrés au deuxième thème de recherche : « Systèmes experts et Langages orientés objets : Outils pour la conception mécanique assistée par ordinateur (CMAO) ». Cet exposé représente en grande partie l’ensemble des résultats retenus suite à mes encadrements dans ce domaine.
Aussi, vu la complexité des formules de la conception et la diversité des types des matériaux, le calcul manuel des caractéristiques des engrenages nécessite un temps considérable sans aboutir à des résultats exacts. Par conséquent, les spécialistes constatent qu’un outil informatique s’avère nécessaire pour automatiser ce travail. Cet outil doit respecter certaines données et exigences suivantes établies par les constructeurs des machines dans le cahier des charges :
•la puissance ou le couple à transmettre,
•la fréquence de rotation du pignon d'entrée de mouvement,
•la valeur moyenne du rapport de transmission ou la valeur d’une autre variante de données comme le nombre des dents du pignon et de la roue ou la valeur de la fréquence de rotation de la roue de sortie du mouvement,
•les paramètres de taillage (le type des dentures, module, angle de pression, angle d’hélice, etc.)
•les conditions de fonctionnement de l'engrenage,
•l'encombrement.
En effet, l’objectif de l’étude est une conception des engrenages assistée par ordinateur. Ceci consiste à consolider l’analyse mécanique des engrenages par des outils informatiques.
Ainsi, on parvient à guider l’utilisateur dans le calcul et à justifier chaque étape du processus. Cette méthode de conception ne doit pas être figée par ce qu’il faut laisser à l’utilisateur la maîtrise du déroulement des opérations de calcul et la manipulation des différentes approches de conception.
Pour ce but, nous proposons dans notre mémoire un programme informatique, baptisé par « Wingears », qui favorise l’automatisation du calcul des caractéristiques des engrenages cylindriques à dentures droites et hélicoïdales. Ce programme fonctionne sur un micro ordinateur « P-C » sous un environnement Windows (QuickWin du fortran Power Station).
Dans la version actuelle de notre programme, nous proposons deux démarches de calcul répondant à un besoin industriel bien spécifique selon la norme ISO. Ces deux démarches peuvent être enrichies par d’autres variantes selon le besoin.
Notre rapport sera présenté dans trois chapitres :
Le premier chapitre traitera, à la lumière d’une étude bibliographique les caractéristiques des engrenages cylindriques à dentures droites et hélicoïdales. Nous rappellerons, d’une part, les définitions des différents paramètres des engrenages. D’autre part, notre intérêt portera sur les facteurs ayant de l’influence sur le calcul d’un couple d’engrenage. Cette analyse est inspirée essentiellement des travaux effectués par G. HENRIOT et présentés dans son livre « Traité théorique et pratique des engrenages » [1].
Le second chapitre précisera l’aspect informatique et algorithmique de la représentation et de la modélisation des connaissances théoriques des calculs normalisés des engrenages cylindriques dans le programme Wingears. Ainsi nous mettrons en évidence les deux démarches de calcul que nous proposons ainsi que leurs algorithmes respectifs.
Enfin, l’implémentation informatique de notre méthodologie sera appuyée et illustrée dans le troisième chapitre à l’aide d’un exemple d’application. La procédure du traitement de l’exemple sera présentée sous forme des figures d’écran qui donneront des éléments concrets pour alimenter une discussion.
Papers by Kamel MEHDI
L’objectif de l’ouvrage est de donner aux étudiants les méthodes et la pratique de la résolution des problèmes de mécanique générale. Des problèmes résolus de façon détaillée indiquent clairement la méthode générale de résolution et mettent en relief les difficultés rencontrées. Les systèmes mécaniques choisis sont concrets. Lorsque cela est nécessaire, les calculs sont conduits jusqu’à l’étape des résultats numériques afin de décrire avec précision le fonctionnement du mécanisme étudié.
La mise en équation des systèmes proposés nécessite l’application des théorèmes déduits du principe fondamental de la dynamique : les deux théorèmes généraux de la dynamique et le théorème de l’énergie cinétique. On obtient les équations du mouvement et les efforts de contact en dynamique en adoptant le plan suivant :
1. Schématisation du système mécanique réel étudié ;
2. Géométrie vectorielle ;
3. Cinématique ;
4. Géométrie des masses ;
5. Cinétique et Dynamique ;
6. Torseurs des actions mécaniques extérieures ;
7. Mise en équation par les théorèmes généraux de la dynamique et le théorème de l’énergie cinétique ;
8. Discussion des résultats obtenus.
Les auteurs
Dans la thèse, nous avons proposé une nouvelle approche capable d'intégrer différentes activités destinées à la conception des boîtes de transmission par engrenages. Cette approche est basée sur une représentation orientée objets des différents composants mécaniques de la boîte. Cette
représentation a permis la construction d'une bibliothèque, commune pour toutes les activités de conception, constituée de différents composants mécaniques. Lacompatibilité du système est maintenue grâce à la définition de différentes relations entre les objets. On trouve aussi des contraintes et des règles de conception, ainsi que des méthodes. La bibliothèque communique avec un module de traitement des
données, un module de base de données, et l'utilisateur à travers un interface homme-machine.
Ce rapport est structuré en deux grandes parties :
La première partie a pour objet la présentation des résultats obtenus suite à certains travaux de recherche effectués par moi-même. Ces recherches se rapportent à un thème général à savoir : « L’étude du comportement dynamique des pièces minces au cours d’une opération d’usinage ». Nous nous intéresserons aux deux cas d’usinage : le tournage et le fraisage de profil.
La deuxième partie expose, par ailleurs, la synthèse des travaux consacrés au deuxième thème de recherche : « Systèmes experts et Langages orientés objets : Outils pour la conception mécanique assistée par ordinateur (CMAO) ». Cet exposé représente en grande partie l’ensemble des résultats retenus suite à mes encadrements dans ce domaine.
Aussi, vu la complexité des formules de la conception et la diversité des types des matériaux, le calcul manuel des caractéristiques des engrenages nécessite un temps considérable sans aboutir à des résultats exacts. Par conséquent, les spécialistes constatent qu’un outil informatique s’avère nécessaire pour automatiser ce travail. Cet outil doit respecter certaines données et exigences suivantes établies par les constructeurs des machines dans le cahier des charges :
•la puissance ou le couple à transmettre,
•la fréquence de rotation du pignon d'entrée de mouvement,
•la valeur moyenne du rapport de transmission ou la valeur d’une autre variante de données comme le nombre des dents du pignon et de la roue ou la valeur de la fréquence de rotation de la roue de sortie du mouvement,
•les paramètres de taillage (le type des dentures, module, angle de pression, angle d’hélice, etc.)
•les conditions de fonctionnement de l'engrenage,
•l'encombrement.
En effet, l’objectif de l’étude est une conception des engrenages assistée par ordinateur. Ceci consiste à consolider l’analyse mécanique des engrenages par des outils informatiques.
Ainsi, on parvient à guider l’utilisateur dans le calcul et à justifier chaque étape du processus. Cette méthode de conception ne doit pas être figée par ce qu’il faut laisser à l’utilisateur la maîtrise du déroulement des opérations de calcul et la manipulation des différentes approches de conception.
Pour ce but, nous proposons dans notre mémoire un programme informatique, baptisé par « Wingears », qui favorise l’automatisation du calcul des caractéristiques des engrenages cylindriques à dentures droites et hélicoïdales. Ce programme fonctionne sur un micro ordinateur « P-C » sous un environnement Windows (QuickWin du fortran Power Station).
Dans la version actuelle de notre programme, nous proposons deux démarches de calcul répondant à un besoin industriel bien spécifique selon la norme ISO. Ces deux démarches peuvent être enrichies par d’autres variantes selon le besoin.
Notre rapport sera présenté dans trois chapitres :
Le premier chapitre traitera, à la lumière d’une étude bibliographique les caractéristiques des engrenages cylindriques à dentures droites et hélicoïdales. Nous rappellerons, d’une part, les définitions des différents paramètres des engrenages. D’autre part, notre intérêt portera sur les facteurs ayant de l’influence sur le calcul d’un couple d’engrenage. Cette analyse est inspirée essentiellement des travaux effectués par G. HENRIOT et présentés dans son livre « Traité théorique et pratique des engrenages » [1].
Le second chapitre précisera l’aspect informatique et algorithmique de la représentation et de la modélisation des connaissances théoriques des calculs normalisés des engrenages cylindriques dans le programme Wingears. Ainsi nous mettrons en évidence les deux démarches de calcul que nous proposons ainsi que leurs algorithmes respectifs.
Enfin, l’implémentation informatique de notre méthodologie sera appuyée et illustrée dans le troisième chapitre à l’aide d’un exemple d’application. La procédure du traitement de l’exemple sera présentée sous forme des figures d’écran qui donneront des éléments concrets pour alimenter une discussion.
comportement dynamique de l’outil en cours d’une opération de perçage vibratoire forcé. Cette étude nous permettra en particulier de discuter l’influence du comportement vibratoire de l’outil sur le processus d’usinage (efforts de coupe et déplacements relatifs outil pièce).