Simulation des mécanismes - Liberté, mobilité et hyperstatisme

Nous avons déjà eu l’occasion d’utiliser les expressions degré de mobilité et degré de liberté. On les rencontre fréquemment dans les ouvrages de Mécanique, sans qu’elles soient toujours précisément définies. En particulier, on ne sait pas toujours si elles concernent l’ensemble du mécanisme ou certaines de ses liaisons.

L’éclaircissement de ces notions est particulièrement important pour l’utilisation des logiciels de simulation des mécanismes. Nous avons vu, par exemple à la fin du dossier Simulation des mécanismes- Équations de liaison. Forces de liaison, à propos du joint de Koenig, que le nombre de ces libertés ou mobilités pouvait évoluer au cours du fonctionnement. En l’occurrence, il augmentait transitoirement dans une position donnée. Dans le cas de chaînes ouvertes dans certaines positions, il peut diminuer. Ces positions sont dites singulières et elles peuvent occasionner quelques problèmes dans la simulation.

Nous avons vu aussi, dans Simulation des mécanismes- Équations de liaison. Forces de liaison, que l’hyperstatisme était étroitement lié à la cinématique et que les logiciels de simulation des mécanismes sélectionnaient un certain nombre d’équations de liaison indépendantes et, par conséquent, un jeu d’inconnues dynamiques principales et un jeu d’inconnues hyperstatiques prises arbitrairement égales à 0. Cette sélection résulte du choix fait dans ces logiciels d’une méthode automatique (Gauss, pivot...) et l’utilisateur n’a pas la possibilité d’influer sur ce choix. Il peut se faire que ce choix ne corresponde pas à celui qu’on aurait souhaité. Pour que l’utilisateur impose sa volonté dans ce domaine, il n’a qu’un recours : celui de rendre le mécanisme isostatique selon ses propres critères. Certains logiciels nécessitent d’ailleurs, pour fonctionner, que le mécanisme soit rendu isostatique. Nous allons donc indiquer des méthodes qui permettent d’y parvenir.

Enfin, à la suite des premières remarques déjà faites dans ce sens dans Simulation des mécanismes- Équations de liaison. Forces de liaison, ce dossier va permettre d’approfondir la correspondance entre les deux questions abordées plus haut.