Pourquoi simuler?

Après avoir créé votre pièce dans SOLIDWORKS, vous voudrez peut-être répondre à des questions, telles que :
  • Ma pièce va-t-elle casser?
  • Va-t-elle beaucoup se déformer?
  • Puis-je utiliser moins de matière sans pour autant diminuer les performances?
Sans outils de simulation, ces questions ne peuvent trouver des réponses qu'en effectuant des cycles de développement longs et coûteux, qui en général passent par les étapes suivantes:
  1. La création de votre modèle dans le système de CAO SOLIDWORKS.
  2. La fabrication d'un prototype.
  3. Le test du prototype dans les conditions d'utilisation.
  4. L'analyse des résultats des tests.
  5. La modification de la conception sur la base des enseignements des tests.
Ce processus continue jusqu'à ce qu'une solution acceptable soit trouvée. La simulation peut donc vous aider dans les tâches suivantes:
  • Réduire vos coûts en testant vos produits sur ordinateur plutôt que lors de tests pratiques.
  • Réduire vos temps de développement en réduisant le nombre de cycles de développement.
  • Optimiser vos conceptions en simulant des concepts et scénarios avant de prendre les décisions finales.

Analyse des contraintes

L'analyse des contraintes ou analyse statique calcule les déplacements, les déformations, et les contraintes dans une pièce en fonction du matériau et des actions extérieures. Un matériau cède lorsque les contraintes atteignent un certain niveau. Des matériaux différents commencent à céder à des niveaux de contraintes différents. SimulationXpress utilise l'analyse statique linéaire, basée sur la méthode des éléments finis pour calculer les contraintes. L'analyse statique linéaire suppose que plusieurs hypothèses sont réunies pour calculer les contraintes dans la pièce.

Méthode des éléments finis

La méthode des éléments finis (FEM) est une technique numérique fiable pour analyser les problèmes d'ingénierie. Elle remplace un problème extrêmement complexe par un grand nombre de problèmes simples. Elle consiste à diviser la géométrie complexe du modèle en petites entités appelées éléments.
Modèle CAO d'une pièce Modèle subdivisé en petites entités (éléments)
Les éléments partagent des points communs appelés nœuds. Le comportement de ces éléments est bien connu pour toutes les sollicitations possibles. Le déplacement de chaque nœud est totalement décrit par les translations suivant les directions X, Y et Z, appelées degrés de liberté (DDL). Une analyse utilisant la méthode des éléments finis est appelée Analyse par éléments finis (FEA).
Un élément tétraédrique. Les points rouges représentent les noeuds de l'élément. Les arêtes de l'élément peuvent être courbes ou rectilignes.

SimulationXpress formule les équations qui gouvernent le comportement de chaque élément en tenant compte de sa connectivité aux autres éléments. Ces équations traduisent les relations entre les déplacements et les propriétés des matériaux, les déplacements imposés et les chargements connus.

Ensuite, SimulationXpress organise ces équations sous forme d'un système d'équations algébriques simultanées. Le solveur détermine les déplacements dans les directions X, Y, et Z à chaque noeud.

Une fois les déplacements obtenus, SimulationXpress calcule ensuite les déformations dans diverses directions. Pour finir, le programme utilise des expressions mathématiques pour calculer les contraintes.