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Analyse dynamique
Simulation dynamique : alternative et complément aux tests physiques
Le recours à la simulation dynamique est un complément ou une alternative intéressante aux tests physiques dans de nombreux cas : produits ou composants d’exception voire uniques, tests physiques complexes voire impossibles à mettre en œuvre, difficulté d’approvisionnement des matériaux… autant de raisons qui orientent nos clients vers ce type de simulation. Les atouts sont notamment :
Les facteurs clés de succès de la simulation sont une bonne définition du niveau de précision attendu et une bonne compréhension de la physique du système.
La corrélation avec des tests physiques permet une validation complète du modèle.
Les analyses dynamiques peuvent être de plusieurs sortes :
- Analyses transitoires implicites ou explicite (dynamique rapide). Ces simulations peuvent n’être constituées que de corps rigides (analyse multicorps).
- Analyses vibratoires (modales, spectrales, PSD)
- Analyses harmoniques
L’analyse transitoire implicite est une technique de modélisation qui permet de simuler le comportement d’un système dans le temps par iteration. Elle permet de modéliser le comportement d’un système à différents niveaux de détail, en prenant en compte les interactions entre les différentes parties du système. La simulation dynamique peut être utilisée pour étudier le comportement de systèmes complexes, tels que les systèmes mécaniques, électriques, hydrauliques ou thermiques.
La simulation dynamique rapide, quant à elle, est une technique de simulation qui permet de simuler des systèmes dynamiques avec une résolution temporelle très fine. Elle utilise des méthodes numériques plus rapides que la simulation dynamique classique pour résoudre les équations du modèle, ce qui permet de réaliser des simulations à haute fréquence. Cette technique est souvent utilisée pour étudier le comportement de systèmes soumis à des changements rapides, tels que les chocs, les explosions, etc…
Les analyses vibratoires, linéaires, se basent sur une analyse modale du système. Par traitement et combinaison de ces modes, la réponse indépendante du temps mais correspondante au spectre en fréquence appliqué peut être obtenue.
Les analyses harmoniques, quant à elles, permettent d’obtenir la réponse du système pour une fréquence donnée, sous des charges alternées. Si l’analyse modale permet de définir les fréquences de résonnance, les analyses harmoniques permettent de calculer leur réponse (déplacements, contraintes) à et autour de ces fréquences.
La simulation apporte des réponses précieuses sur les chocs, les matériaux, pour la sécurité
Dans de nombreux projets d’innovation, les simulations vont permettre de tester le comportement dans différentes conditions afin de répondre aux critères spécifiés. Voici quelques exemples de projet :
Suivant les analyses choisies, les solutions logicielles utilisées chez DAES seront principalement :
- Abaqus, LS-DYNA : calcul par éléments finis, impacts et chocs sur tout type de matériaux (visco-élastiques, composites, plastique….) avec prise en compte si nécessaire des phénomènes thermiques et fluidiques.
- OpenModelica : systèmes de contrôle, électriques, mécaniques, thermiques en 1 dimension, pendant OpenSource d’outil tels que Simulink ou Dymola
- Ansys Mechanical pour les analyses dynamiques implicites, vibratoires, harmoniques.
- Ansys Mechanical pour les simulations de dynamique de corps rigides (similaire à MSC Adams) pour, par exemple, la suspensions de véhicules, les systèmes de freinage, les mécanismes de levage,…