Simulation mécanique et de fabrication

Bien que les deux soient des solveurs par éléments finis de renommée mondiale, Simcenter Nastran et Simcenter Optistruct ont des points forts distincts qui les rendent mieux adaptés à des flux de travail particuliers. Simcenter Nastran est largement considéré comme la référence absolue en matière d'analyse structurale de l'aérospatiale et de la défense, car il apporte une contribution approfondie à l'aéroélasticité, à la dynamique des rotors et à la réponse dynamique complexe, des environnements où la traçabilité des certifications et la fidélité au solveur sont primordiales. Simcenter Optistruct, en revanche, a été conçu de A à Z dans un souci d'optimisation, ce qui en fait le choix idéal lorsque la conception légère, l'exploration topologique ou l'optimisation motivée par la fatigue sont des objectifs principaux. De nombreuses organisations déploient les deux solveurs au sein Simcenter Hypermesh, en tirant parti de chacun de ses domaines d'excellence tout en maintenant un environnement de pré-traitement et de post-traitement cohérent au sein de leurs équipes d'ingénierie.

L'analyse par éléments finis traditionnelle nécessite un investissement de temps important dans le nettoyage de la géométrie, la défiguration et la génération de maillages, des étapes qui peuvent nécessiter plus d'heures d'ingénierie que l'analyse elle-même. Simcenter Simsolid élimine ce goulot d'étranglement en utilisant une technologie avancée sans maillage qui fonctionne directement sur des géométries CAO complètes, y compris des assemblages contenant des centaines de composants, des pièces à parois fines et des contacts complexes. Plutôt que de remplacer les solveurs FEA traditionnels tels que Simcenter Nastran ou Simcenter Optistruct pour la validation finale, Simcenter Simsolid est le plus puissant au début du cycle de conception, où une itération rapide et une exploration de l'espace de conception sont essentielles. Les ingénieurs peuvent effectuer des évaluations structurelles significatives en quelques minutes, identifier les trajectoires de charge et les zones problématiques, et arriver à une analyse par éléments finis détaillée avec une conception bien plus aboutie, ce qui réduit considérablement le calendrier global de simulation.

Simcenter Radioss et Simcenter Madymo abordent des aspects complémentaires mais distincts de la simulation d'accidents et de sécurité, et leur utilisation combinée donne aux ingénieurs de sécurité une chaîne d'outils complète et unique. Simcenter Radioss excelle dans la modélisation de la réponse structurelle du véhicule lui-même : déformation de la carrosserie blanche, interactions entre les barrières et comportement d'absorption d'énergie lors d'impacts à grande vitesse. Simcenter Madymo, quant à elle, est spécialisée dans la réponse biomécanique des occupants des véhicules et des piétons, en simulant avec précision des modèles factices, des modèles de corps humain, des systèmes de retenue tels que les ceintures de sécurité et les airbags, et les interactions entre les sièges de sécurité pour enfants. En associant les résultats structurels de Simcenter Radioss aux modèles d'occupants de Simcenter Madymo, les ingénieurs peuvent évaluer les paramètres des blessures tels que le critère de traumatisme crânien (HIC), la flexion thoracique et la charge fémorale au sein d'un seul flux de travail intégré, permettant ainsi une conformité plus rapide et plus précise aux réglementations de sécurité mondiales, notamment les normes Euro NCAP, FMVSS et CEE-ONU.

L'un des aspects les plus difficiles de la simulation de mécanismes est de capturer avec précision l'interaction dynamique entre la flexibilité structurelle, la logique de commande active et les charges de fonctionnement réalistes. Et c'est précisément là Simcenter Motionsolve se distingue. Plutôt que de considérer les corps comme purement rigides, Simcenter Motionsolve favorise une intégration corporelle flexible grâce à la synthèse des modes composants de Craig-Bampton, qui permet aux déformations structurelles d'influencer le comportement dynamique au niveau du système. Les systèmes de contrôle, qu'ils soient modélisés nativement ou co-simulés avec des outils tels que Simulink, peuvent être étroitement couplés au modèle mécanique, ce qui permet des tests virtuels de type matériel dans la boucle. Pneus Simcenter les modèles génèrent des excitations réalistes liées à la charge de route, tandis que les connexions à Simcenter Nastran ou Simcenter 3D permettre la récupération de la fatigue et du stress sur les composants flexibles directement à partir des résultats du MBD, créant ainsi un véritable flux de travail de bout en bout pour les charges et la durabilité.

Simcenter Optistruct et Simcenter Inspire les deux offrent de puissantes capacités d'optimisation structurelle, mais ils sont conçus pour différents utilisateurs et à différents stades du processus de développement du produit. Simcenter Optistruct est un outil au niveau du solveur qui propose des mathématiques d'optimisation complètes (topologie, topographie, optimisation de la taille, de la forme et des réseaux) avec un contrôle précis des contraintes, des règles de fabrication et des scénarios de charges multiples. C'est l'outil de choix pour les spécialistes de la simulation qui ont besoin d'intégrer l'optimisation à des flux de travail d'ingénierie rigoureux et validés. Simcenter Inspire, en revanche, présente les résultats d'optimisation via une interface très visuelle, centrée sur la géométrie, qui rend le design génératif accessible aux ingénieurs concepteurs et aux designers industriels qui n'ont pas de connaissances approfondies en matière d'analyse des éléments finis. Utilisé conjointement de manière stratégique, Simcenter Inspire peut rapidement générer et communiquer des géométries de concepts optimisées dès le début du développement, tandis que Simcenter Optistruct affine et valide ces concepts selon des normes prêtes à être mises en production plus tard dans le processus.

Une pièce qui fonctionne parfaitement en simulation mais qui se déforme pendant la fabrication peut ne pas respecter les tolérances d'assemblage ou les exigences structurelles en service, ce qui rend le lien entre la simulation de fabrication et l'analyse structurelle d'une importance capitale. Les capacités de simulation de fabrication de pièces de Simcenter prédisent des phénomènes tels que le retour élastique lors du formage de la tôle, les contraintes résiduelles dues au soudage et au traitement thermique, et la distorsion lors des constructions de fabrication additive. Surtout, ces résultats de contraintes résiduelles et d'écarts de géométrie induits par la fabrication peuvent être cartographiés directement en aval Simcenter Nastran ou Simcenter Optistruct des analyses structurelles, permettant aux ingénieurs d'évaluer comment l'état de fabrication, plutôt que la géométrie CAO idéale, affecte la résistance à la fatigue, la résistance au flambage et l'intégrité structurelle globale. Cette connexion en boucle fermée entre la fabrication et la simulation structurelle est essentielle au développement de bons produits du premier coup.