Essais & Simulations 145

ESSAIS ET MODÉLISATION

ESSAIS ET MODÉLISATION la simulation du processus d’assemblage – avant même la définition des outils et des matrices qui seront utilisés. D’autre part, le processus d’assemblage. Les méthodes d’assemblage multi-matériaux sont nombreuses. Pour pouvoir faire le bon choix, il est crucial de modéliser et de simuler avec précision le processus d’assemblage ainsi que le comportement local des connections afin de répercuter les bonnes propriétés mécaniques issues du procédé de fabrication dans les modèles de validation des performances (crash, fatigue, etc.). En outre, les ingénieurs doivent tenir compte de l’impact du processus d’assemblage sur la géométrie des pièces afin de prévoir la qualité dimensionnelle des assemblages et leur tolérancement relative. Nissan réduit de 50 % les délais d’ingénierie d’un nouveau matériau léger Pour atteindre ses objectifs de réduction de poids, le constructeur japonais Nissan a étudié l’utilisation d’associations de matériaux (aluminium, acier et assemblages composites). Les ingénieurs du groupe ont fait appel à la solution de simulation d’ESI destinée à la fabrication de composites pour développer une nouvelle méthode de moulage par injection et de moulage par compression, améliorant ainsi considérablement le rendement de leurs chaînes de production. En introduisant la simulation numérique en lieu et place de la phase d’essais itératifs par tâtonnements, généralement longue et coûteuse, les ingénieurs de Nissan ont pu sélectionner de manière très précoce les types de matériaux tout en garantissant le respect du cahier des charges et des objectifs de production. De leur propre estimation, ils ont réduit les délais d’ingénierie de 50 %. Nissan a annoncé publiquement ses avancées en matière de production de pièces en fibres de carbone. Le constructeur automobile a ramené le temps de production d’une pièce renforcée en fibres de carbone de deux heures à deux minutes, soit une diminution du temps de production d’un seul moulage de 80 %. Cette agilité technologique permet également à Nissan de produire des pièces de formes complexes, avec à la clé un gain de poids moyen de 80 kg par véhicule. Cette prouesse a pu être obtenue essentiellement grâce à la possibilité de prendre des décisions en toute confiance et de réaliser une optimisation anticipée. Elle est aussi le fruit de la synchronisation des activités à la fois en conception et en ingénierie de fabrication pour les processus de formage, de traitement thermique et d’assemblage. LA VISION À LONG TERME : MINIMISER LES PROTOTYPES PHYSIQUES DANS LA FABRICATION AUTOMOBILE Le prototypage virtuel constitue une approche de bout en bout permettant la validation anticipée des choix de conception, des matériaux ainsi que de la stratégie de fabrication et d’assemblage, avec à la clé des avantages considérables tout au long du cycle de développement. Son utilisation offre des certitudes avant le passage au monde physique, en donnant un éclairage net sur la stratégie de production, qui sera in fine validée virtuellement avant la production en maintenant un lien constant avec la validation des fonctions et des performances produit. Cette approche ouvre la voie vers un cycle de validation produit quasi 100% numérique où les constructeurs automobiles pourront se passer d’une grande partie des prototypes physiques, raccourcissant ainsi en final le cycle de développement produit tout en minimisant son coût et en réduisant le délai de démarrage de la production (SOP) ● 10 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°145 • juin-juillet-août 2021

ESSAIS ET MODÉLISATION AVIS D’EXPERT Simulation d’ondes sismiques : l’association d’un contrôleur à un ensemble de pots vibrants 3-axes Mezyan Djebbara, de la société dB Vib Instrumentation, nous explique dans cet article en quoi associer un contrôleur et un pot vibrant (ou une table) constitue l’un des moyens les plus fiables pour réaliser un test sismique. La fiabilité des tests sismiques est un enjeu crucial. Ces tests permettent de déterminer les performances et la tenue d’une structure face à un phénomène sismique. En reproduisant ce phénomène physique, les chercheurs tentent de mieux comprendre la complexité des forces mises en jeu lors des séismes. Une table vibrante est généralement utilisée pour la réalisation des tests. Les résultats des essais sont ensuite utilisés pour optimiser la conception et les propriétés des matériaux des structures éprouvées. L’association d’un contrôleur et d’un pot vibrant (ou d’une table) constitue l’un des moyens les plus fiables pour réaliser ce type de test dynamique. À l’aide du contrôleur, un profil sismique est programmé pour piloter l’ensemble, qui simule alors le mouvement sismique. Il est difficile de représenter avec précision le profil d’un tremblement de terre. Le contrôleur doit assurer le pilotage, notamment en basse fréquence, composante principale des tests sismiques. L’autre aspect essentiel de ces tests réside dans l’utilisation d’un équipement de sollicitation pertinent, à trois axes, permettant une mise en œuvre précise pour ce type de test complexe. Figure 1. Schéma fonctionnel d’une simulation sismique multi-axiale Voici un exemple de ce type d’application : Un servo-secoueur à trois axes de Nissoku Engineering Co., Ltd. (Japon) est piloté par un contrôleur de vibrations MIMO (Multiple-Input-Multiple-Output) de Crystal Instruments, afin d’effectuer un test de reproduction sismique. Figure 2. Système de sollicitation trois axes Nissoku Engineering Co., Ltd Tableau 1. Spécifications de l’ensemble vibrant trois axes Nissoku Engineering Co., Ltd La longueur de course, la force nominale élevée, la grande capacité de charge utile et la large plage de fréquences du système d’agitation à 3 axes permettent la reproduction précise des formes d’onde d’un tremblement de terre. Un accéléromètre tri-axes de sensibilité 98,07 m/s² est utilisé pour ce test. Les caractéristiques complètes ESSAIS & SIMULATIONS • N°145 • juin-juillet-août 2021 I11