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Essais & Simulations n°116

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Quels moyens d’essais pour les composites ?

Essais

Essais et Modelisation Entretiens Simulation 3D : état de l’art d’un domaine en forte mutation La simulation a trouvé son rythme de croisière mais promet encore d’importants développements, notamment rendus possible par les performances – infinies ? – de l’informatique. Pour ce dossier spécial, nous avons demandé à cinq acteurs majeurs du marché de s’exprimer sur le sujet. >> Hugues Drion, directeur de la division MFG d’Autodesk Sur quelles technologies s'appuie la simulation 3D ? La simulation 3D repose sur un moteur de conception 3D depuis maintenant deux décennies. La technologie est une approche par fonctions, c’est-à-dire qu’on décrit une pièce 3D par apport ou enlèvement de matière, au plus proche de la réalité, comme pour l’usinage d’une pièce. Qu'apporte-t-elle aux outils de simulation "classiques" ? Ce changement d’approche a permis de travailler directement sur un modèle unique et de plus en plus proche de la réalité. Ces outils ont permis d’ouvrir de nouvelles portes à la simulation, en réservant le travail de conception au concepteur, et en libérant du temps pour le spécialiste calcul dont le métier n’est clairement pas de créer un modèle, mais de l’utiliser dans un contexte spécifique. L’accès au calcul directement sur la pièce conçue, ou un ensemble, a permis par ailleurs d’ouvrir la porte du calcul aux concepteurs n’ayant pas une grande expérience dans le domaine du calcul. Ils peuvent ainsi répondre à des besoins qui ne nécessitent pas une grande expertise, par une méthodologique à appliquer sur leur pièce ou leur ensemble. Par extension, le travail sur un ensemble directement issu de la CAO 3D a permis de s’affranchir de beaucoup de méthodologies de maillages, et laisser faire le modeleur qui sait interpréter de manière intelligente les interfaces entre pièces, les contacts, d’apporter directement les propriétés matières déjà définies dans la CAO, et de ne se concentrer que sur les cas de charges, c’est-à-dire là où l’intervention humaine est à plus forte valeur ajoutée. L’évolution des capacités de calculs, l’avènement de machines très puissantes, la parallélisation de tâches, ont permis de travailler sur des modèles de plus en plus complets et complexes, sans avoir besoin d’une expertise très avancée qui était encore nécessaire il y a quelques années pour interpréter un ensemble en « super-élément », c’est-à-dire une séparation du modèle en sous modèles. Les capacités informatiques ont aussi permis de travailler sur des modèles complets en « multi-physique », c’est-à-dire en ayant une approche faisant appel à plusieurs domaines de compétence, tels que la thermique, le fluidique, la cinématique, la mécanique et bien d’autres domaines couplés entre eux. Ces mêmes calculs faits avec des outils classiques nécessitaient la création d’un modèle capable de porter chacune de ces disciplines dont les contraintes de calcul sont très différentes, et prenaient des mois à être réalisés, souvent en écrivant une interface spécifique pour que chacune de ces disciplines puissent converser. La CAO 3D a permis de rendre les résultats de calculs plus lisibles pour les chefs de projets, et toutes les personnes participant au projet. La conception 3D, et toute sa puissance, a ouvert la simulation à une domaine encore peu fréquenté, qui est la simulation des flux dans des zones étendues, à l’intérieur d’une usine, d’un bâtiment, mais aussi autour de zones construites, et éviter des turbulences ayant un impact sur le confort au quotidien. Quand la 3D est-elle apparue et quelle place prend-elle aujourd'hui ? La 3D est présente partout aujourd’hui dans la simulation. Elle est apparu à la fin des années 80 et a connu un essor très important à la fin des années 90. Les ingénieurs calculs, assez conservateurs, ont longtemps gardé leurs propres outils et ont été peu enclin à ouvrir la porte du calcul au plus grand nombre, les concepteurs en l’occurrence. Par ailleurs, les concepteurs n’étaient pas forcément en mesure de prendre le poids de la responsabilité que représente un résultat de calcul sur leurs épaules. Aujourd’hui encore, beaucoup de bureaux d’études ne sont pas encore équipés et continuent à sous-traiter ces calculs à des bureaux spécialisés, ou à une équipe interne dédiée. Pourtant, parce que Essais & Simulations • MARS 2014 • PAGE 32

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