Méthodes de simplification des études de simulation

  • 15/09/2014
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Méthodes de simplification des études de simulation

Bonjour à tous,

 

Voici un résumé de la formation en ligne «Méthodes de simplification des études de simulation» du 29 Août 2014.

 

Les méthodes présentées dans ce billet sont la symétrie, la simplification 2D et la sous-modélisation.

 

Pourquoi simplifier les études de simulation?

 

Les méthodes de simplification permettent de modéliser une partie du modèle et non le modèle intégral. Cela permet de réduire le problème, obtenir des résultats plus précis et améliorer les résultats sur des régions locales de grands modèles.

Les résultats des parties non modélisées sont alors déduits de la partie modélisée.

 

Méthode 1 : La symétrie

 

Cette méthode permet d’analyser une part du modèle au lieu du modèle entier. Toutes les données d’entrée doivent êtres symétriques:

  • la géométrie
  • les déplacements imposés
  • les chargements
  • les propriétés des matériaux

 

Le principe de l’étude symétrique repose sur le fait que si la géométrie d’origine et les actions extérieures sont symétriques, la déformée doit être symétrique également. La zone du modèle dans le plan de symétrie doit donc rester dans ce plan et quand on coupe la pièce avec ce plan de symétrie, il faut bloquer certains déplacements de cette face coupée.

 

Voici quelques exemples de simplification par symétrie :

 

 

 

Ce tableau montre un exemple d’étude sur un modèle étudié dans son ensemble puis avec seulement un quart de la géométrie.

 

  • Si l’on conserve la même taille d’éléments, on obtient la même valeur tout en réduisant le nombre de nœuds et donc les ressources nécessaires.
  • Si l’on réduit la taille des éléments, on obtient des valeurs plus précises et plus conservatrices sans augmenter les ressources nécessaires.

 

Méthode 2 : La simplification 2D

 

La simplification 2D est disponible dans SolidWorks Simulation Professional et versions supérieures. Cette méthode permet d’analyser une section du modèle au lieu du modèle entier et peut être utilisée pour trois types de problèmes :

 

Contraintes planes :                      

Géométries minces dans lesquelles une dimension est beaucoup plus petite que les deux autres. Les forces normales au plan de coupe doivent être nulles.

Exemples : plaques minces sous pression, support soumis à un chargement distribué, clips pression en plastique et surface libre d'arbres en torsion

Déformations planes :

Extrusions linéaires épaisses dans lesquelles une des dimensions des corps est beaucoup plus grande que les deux autres. Dans la direction normale du plan de coupe, le corps ne se déforme pas et les forces ne peuvent pas varier.

Exemples : barrage sous pression de l'eau, tunnel sous pression ou laminage de tôles.

 

Axisymétrique

La géométrie, les propriétés du matériau, les chargements, les déplacements imposées et les conditions de contact sont symétriques (360°) par rapport à un axe.

Exemples : appareil sous pression soumis à une pression interne, cylindre sous pression externe ou interne et certains problèmes rencontrés dans la construction de turbines.

 

Ces trois types de problèmes peuvent être traités en suivant la procédure ci-dessous :

Ce tableau montre un exemple d’étude sur un modèle étudié dans son ensemble puis en 2D.

 

  • Si l’on conserve la même taille d’éléments, on obtient la même valeur tout en réduisant le nombre de nœuds et donc les ressources nécessaires.
  • Si l’on réduit la taille des éléments, on obtient des valeurs plus précises et plus conservatrices sans augmenter les ressources nécessaires.

 

Méthode 3 : La sous-modélisation

 

La sous-modélisation est disponible dans SolidWorks Simulation Professional et versions supérieures. Cette méthode permet d’analyser en détail une partie du modèle en améliorant les résultats après l’analyse globale sans devoir réexécuter l'analyse pour le modèle entier. Cette méthode peut s’appliquer aux assemblages de plusieurs composants et aux pièces contenant plusieurs corps.

 

Voici le principe de l’étude de sous-modélisation :

  1. L’étude parent sur l’ensemble permet de calculer les déplacements de l’ensemble du modèle.
  2. Les déplacements mesurés dans l’étude parent sont transférées aux frontières d’une nouvelle étude sur le sous-modèle uniquement ainsi que les chargements
  3. L’étude sur le sous-modèle peut être maillée plus finement et permet d’obtenir des résultats plus précis et plus rapides

 

Voici quelques exemples de sous modélisation :

 

Ce tableau montre un exemple d’étude sur un modèle étudié dans son ensemble puis en sous-modélisation:

 

  • Si l’on conserve la même taille d’éléments, on obtient la même valeur tout en réduisant le nombre de nœuds et donc les ressources nécessaires.
  • Si l’on réduit la taille des éléments, on obtient des valeurs plus précises et plus conservatrices sans augmenter les ressources nécessaires.

 

Vous trouverez la vidéo sur le lien suivant :

Formation SolidWorks : Méthodes de simplification des études de sim...

 

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