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École de technologie supérieure
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Responsable(s) de cours :
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Éric Wagnac
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PLAN DE COURS
Été 2019
MEC592 : Projet de conception de machines (4 crédits)
Préalables
| Programme(s) : 7684 | | | | | | | | | | | Profils(s) : Tous profils | | | | | | | | | | | | | MEC129 ET MEC300 ET *MEC528 | | | | | | | | | | | |
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Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 64,8
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Qualités de l'ingénieur
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Qualité visée dans ce cours |
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Qualité visée dans un autre cours |
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Indicateur enseigné |
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Indicateur évalué |
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Indicateur enseigné et évalué |
Descriptif du cours
Ce cours vise le développement de compétences liées à la conception détaillée de machines qui tiennent compte des particularités et des limites des procédés de fabrication et d’assemblage et qui permettent d’augmenter la fiabilité et la robustesse d’un mécanisme.
À la fin de ce cours, l’étudiant sera en mesure: de synthétiser les informations et les données décrivant un problème de conception provenant d’un contexte industriel, réaliste et flou sous forme d’un cahier des charges fonctionnel basé sur des métriques quantitatives; d’utiliser efficacement des outils et méthodes d’ingénierie pour l’évaluation et la prise de décision dans le processus de conception tout en respectant des contraintes de nature sécuritaire, environnementale ou financière; d’appliquer les méthodologies d’analyse et de dimensionnement pour proposer une solution viable à un problème de conception spécifique; de produire des documents de définition (2D et 3D) complets (incluant matériaux, tolérances, annotations, fini et revêtement de surface, nomenclature, etc.); d’appliquer les principes de gestion de projet, de communication technique ou scientifique et de travail d’équipe.
Rappels sur la méthodologie de développement de produit; méthodes numériques de simulation; architecture et configuration de produits; conception en vue d’optimiser
diverses fonctions du produit durant son cycle de vie (Design for x, par exemple : ergonomie, environnement, fabrication, fiabilité, assemblage, maintenance, etc.); exploitation de la maquette 3D (par exemple : détection de collisions, cinématique, etc.); approches limites et probabilistiques en conception (incertitudes, approche limite, conception robuste etc.); analyse des modes de défaillance, de leur effet et criticité (AMDEC) en conception; documentation d’ingénierie.
Note sur le préalable MEC528 : le cours MEC528 Éléments de machines (3 cr.) est un cours associé, et doit donc être suivi en même temps que MEC592.
Objectifs du cours
À la fin du cours, l'étudiant sera en mesure :
- de réaliser la conception détaillée d’un produit en appliquant une méthodologie de développement de produits intégrant:
- une synthèse des informations et des données décrivant un problème mécanique de conception provenant d'un contexte industriel, réaliste et flou, consignée dans un cahier des charges fonctionnel;
- une prise de décision basée sur l'utilisation adéquate des outils et méthodes d'ingénierie propre à la conception de détail et ce, tout en respectant des contraintes de nature sécuritaire, environnementale et financière. Ces outils et méthodes comprennent les approches limites et probabilistiques en ingénierie (incertitudes, approche limite, «Robust design»), l'analyse des modes de défaillance, la conception pour assemblage (DFA) et la conception pour la fabrication (DFM);
- une utilisation adéquate des méthodes d'analyse et de dimensionnement du produit.
- de produire les documents de définition (2D et 3D) d'un produit incluant les tolérances, les annotations, le fini de surface, la nomenclature, etc.).
Stratégies pédagogiques
Le cours est structuré autour de quatre activités :
- Des cours de 3 heures par semaine incluant une partie magistrale et des exercices pratiques en lien avec le projet.
- Du parrainage durant les exercices pratiques par l'enseignant. Le rôle de l'enseignant peut se résumer par un accompagnement scientifique, humain et professionnel des membres de l'équipe au cours de la réalisation du projet. L'enseignant intervient pour :
- aider l'équipe à orienter et contrôler les frontières du projet;
- assister l'équipe dans la planification des travaux et la distribution des diverses tâches du projet;
- assister techniquement l'équipe et l'orienter sur les ''bonnes pratiques'';
- s'assurer que les membres de l'équipe se comportent comme des futurs professionnels;
- participer à l'évaluation des rapports et des présentations.
- Un exercice de révision de projet (Design Review).
- Trois quiz permettant aux étudiants de prendre conscience de l'état d'avancement de leurs connaissances, de leurs progrès et de leur réussite.
Utilisation d’appareils électroniques
Selon le quiz, l'usage de la calculatrice pourrait être permis. Des directives à cet effet seront fournies par l'enseignant à chacun des quiz.
Horaire
| Groupe | Jour | Heure | Activité |
| 01 | Mardi | 13:30 - 17:00 | Activité de cours |
| 02 | Mercredi | 13:30 - 17:00 | Activité de cours |
| 03 | Jeudi | 18:00 - 21:30 | Activité de cours |
Coordonnées de l’enseignant
Cours
Le cours se déroulera sur une durée de 13 semaines. Le contenu de chacune des séances de cours est présenté au tableau suivant :
| Semaine |
Contenu |
| 1 |
Plan de cours ; Rappel sur la méthodologie de développement de produits |
| 2 |
Concrétisation du design - Architecture-Cinématique |
| 3 |
Travail pratique en laboratoire - Analyse cinématique |
| 4 |
Concrétisation du design - Configuration du design |
| 5 |
Concrétisation du design - Design paramétrique |
| 6 |
Analyse de défaillance, de leur effet et criticité (AMDEC) - Quiz #1 |
| 7 |
Travail pratique en laboratoire - Éléments finis et optimisation |
| 8 |
Introduction à la conception pour assemblage (DFA) |
| 9 |
Introduction à la conception pour fabrication (DFM) |
| 10 |
Concrétisation/design détaillé - Dimensions et tolérances - Quiz #2 |
| 11 |
Design détaillé - Aspects méthodologiques et documentation d'ingénierie |
| 12 |
Design détaillé - Aspects méthodologiques et documentation d'ingénierie - Quiz #3 |
| 13 |
Présentations orales |
Note : L'ordre du traitement du contenu est sujet à changement. Il est possible que les quiz #2 et #3 soient regroupés en un seul quiz.
Laboratoires et travaux pratiques
N/A
Utilisation d'outils d'ingénierie
Les logiciels suivants seront utilisés durant le cours :
- Logiciel de conception assistée par ordinateur 3D (CATIA, Solidworks ou autre)
Évaluation
Projet (70%) :
- Contenu technique, technologique et scientifique
- Communication écrite
- Communication orale
Quiz (3) (30%)
Notes :
- Résultat final = Quiz + Projet x α. Le facteur α est un facteur qui tient compte du travail accompli par un étudiant et de son comportement au sein de son équipe. Il varie entre 0 et 1. Le facteur α est déterminé par l'enseignant ou l'enseignante en se basant sur un bilan confidentiel effectué par chaque membre de l'équipe et à la fin du trimestre.
- Les dates de remise des travaux ou des quiz sont précisées dans le calendrier disponible sur le site web du cours.
Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.
Dispositions additionnelles
Une pénalité de 20% sera appliquée à chaque journée de retard pour la remise des travaux.
Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivants, la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur du département ou du SEG. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Dans tous les cas, l’étudiant doit effectuer sa demande en complétant le formulaire prévu à cet effet qui se trouve dans son portail Mon ÉTS/Formulaires. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat, Activité compétitive d’un étudiant appartenant à un club scientifique ou un club sportif d’élite de l’ÉTS ou au programme « Alliance sport étude » ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).
Documentation obligatoire
Aucune.
Ouvrages de références
- Dieter, G.E., & Schmidt, L.C. (2009). Engineering Design (4th ed.). Boston: McGraw-Hill Higher Education. (Chapitres 8 à 14).
- AFNOR (2007). Management de la valeur - Expression fonctionnelle du besoin et cahier des charges fonctionnel - Exigences pour l'expression et la validation du besoin à satisfaire dans le processus d'acquisition ou d'obtention d'un produit. PARIS. NF X 50-151: 34.
- AFNOR (1996). Vocabulaire du management de la valeur, de l'analyse de la valeur et de l'analyse fonctionnelle - Partie 1 : analyse de la valeur et analyse fonctionnelle. Paris. NF EN 1325-1: 13.
- AFNOR (2011). Management par la valeur - Analyse fonctionnelle, caractéristiques fondamentales - Analyse fonctionnelle : analyse fonctionnelle du besoin (ou externe) et analyse fonctionnelle technique/produit (ou interne) - Exigences sur les livrables et démarches de mise en oeuvre. NF X 50-100: 39.
- AFNOR (1995). Analyse fonctionnelle - L'analyse fonctionnelle outil interdisciplinaire de compétitivité. Paris. FD X 50-101: 28.
- ASME (2009). Dimensioning and tolerancing. New York. Y 14.5 - 2009: 224.
- ASME (2012). Digital Product Definition Data. New York. Y 14.41 - 2012: 112.
- D'autres normes de la famille ASME pourront vous être suggérées en fonction du projet.