Essais & Simulations n°117

Dossier

Dossier Essais et Modelisation Partenariat Airbus, DGA TA et Intespace, ensemble pour relever les défis de l’A350 Un essai statique d’ensemble, situé au sommet de la pyramide des essais de certification d’un avion, est une aventure humaine et industrielle. De par leurs tailles et le dimensionnement des équipes qui les conçoivent et les exploitent, ce sont des installations hors norme dans le monde des essais structuraux. Pour répondre au challenge du programme A350, DGA TA et Intespace se sont associés pour proposer une offre d’essai clé en main à Airbus. Dès 2009, une organisation en plateau sur le site Airbus de Lagardère a été mise en place entre Airbus, DGA TA et Intespace. Cette organisation a permis une meilleure réactivité en intégrant les personnels des trois entités dans une seule équipe. Durant les deux années de conception, la définition de l’installation d’essai est devenue mature en même temps que le design de l’avion, ce qui n’est pas sans poser des difficultés au niveau des interfaces, et c’est grâce à un travail conjoint entre les équipes des trois entités que les jalons ont pu être passés et l’installation a pu être livrée en temps et heure. L’autre challenge de la phase de conception a consisté en la définition d’une installation d’essai permettant de réduire les durées de reconfiguration de l’installation entre chaque cas d’essais. Ainsi, la capacité des vérins en efforts et en déplacement permettait de ne pas avoir de changement à effectuer en cours de campagne. De même, des systèmes de débrochage des lignes d’efforts ont été développés pour faciliter les tâches de reconfiguration de l’installation entre les cas d’essais. Pour finir, les accès au spécimen ont été optimisés pour réduire les temps d’inspections et d’instrumentations, éléments dimensionnant sur une campagne d’essai statique full scale. Le portique de l’A380 a été adapté pour permettre un chargement homogène et conforme aux déformées attendues. Les cheminements des efforts étant différents entre le chargement de l’A380 et de l’A350, des renforcements locaux ont été mis en œuvres sur le portique. De même, le génie civil a été modifié pour permettre les reprises d’efforts par la chape du bâtiment. Les équipes de différents intervenants ont travaillée en 2x8 et six jours sur sept pour arriver à tenir le challenge du planning. Pour tenir le challenge du planning dans les phases d’intégration et d’exploitation, Intespace a également mis en œuvre des techniques de management visuel basés sur la méthode Obeya, issue des principes du lean manufacturing de Toyota. Des réunions courtes autour d’un support visuel réunissant toutes les entités œuvrant sur le projet ont permis une amélioration de la communication et un gain significatif dans la prise de décision. Ces réunions participatives sont animées à tour de rôle par les membres des équipes, elles adressent les points dur du projet de façon systématique et permet de passer les jalons projet. L’utilisation du Logiciel MyTest, développé par Intespace et basé sur le logiciel Dynaworks, a permis également un gain de temps significatif dans la campagne d’essai. D’une part grâce au module instrumentation qui permet aux différents concepteurs de faire leurs demandes d’installation de jauges par le biais d’une interface basée sur la maquette virtuelle du spécimen. D’autre part grâce au module monitoring qui permet de configurer les pages de visualisation de façon intuitive et qui facilite la superposition des prévisions issues des calculs aux mesures en temps réel sur le spécimen. Ces résultats ont été reconnus par le management d’Airbus qui a gratifié les équipes d’un Award pour la significative compression du planning et d’un second pour la mise en œuvre du logiciel MyTest qui ont permis à l’A350 d’effectuer son premier vol le 14 juin 2013, quelques jour avant le salon du Bourget. Laurent Ferré, chef de projet (Intespace) Essais & Simulations • JUIN 2014 • PAGE 48

Dossier Essais et Modelisation Cas d’application Prédiction et correction des distorsions géométriques issues de la fabrication de pièces composites hautes performances pour l’industrie automobile Introduction La prise de conscience de l’impact environnemental, les régulations, la faible consommation d’essence comme argument de vente et le besoin d’une autonomie croissante des véhicules électriques dirigent les constructeurs automobiles vers des matériaux permettant un allégement des véhicules. Dans ce cadre, l’utilisation accrue des matériaux composites pour des composants structuraux à hautes contraintes mécaniques en remplacement de pièces métalliques représente aujourd’hui un réel challenge. Le premier critère à atteindre lors de la transition d’un matériau métallique vers un matériau composite pour des composants structuraux est la non-régression du comportement mécanique sous chargement statique ou dynamique. Or, le comportement mécanique d’une pièce composite va certes dépendre de sa conception (choix des matériaux, séquence d’empilement, taille des plis, etc.) mais également de Mots clefs Chaine de simulation de fabrication des matériaux composites, distorsions géométriques, conception Produit/ Procédé Résumé La validité d’approches numériques pour l’optimisation de manière fiable et rapide de procédés de fabrication tel l’estampage de tissus secs ou encore pour la conception d’une stratégie d’injection ou d’infusion de résine dans une préforme est aujourd’hui largement démontrée. Les outils d’analyse numérique permettent également la prédiction en amont de la phase de développement de défauts tels des plissements ou de la délamination survenant lors du thermoformage de pré-imprégnés à matrice thermoplastique ou thermodurcissable. L’un des principaux défis des concepteurs et fabricants de pièces composites est aujourd’hui de garantir la conformité du produit final aux tolérances géométriques imposées par le cahier des charges et minimisant la génération de contraintes lors de l’assemblage. Ce papier explique les différentes approches numériques pour la prédiction de contraintes résiduelles et des distorsions résultant du procédé de fabrication pour des pièces composites à fibres continues et matrice thermodurcissable. Ce papier vise également à démontrer l’importance de l’intégration de ces prédictions de distorsions dans une chaine numérique de fabrication complète. son procédé de fabrication. La pièce fabriquée, contrairement à la pièce telle que conçue, contiendra quoiqu’il en soit des imperfections telles que des micros porosités, du cisaillement dans les fibres, des contraintes résiduelles, des variations d’épaisseur, etc. Il se trouve que ces légers défauts locaux peuvent fortement impacter le comportement en service du produit fini. L’importance de cette interdépendance entre la conception produit et la conception du procédé de fabrication a déjà clairement été identifiée par l’industrie automobile avec l’utilisation croissante de métaux avancés (HLE, Aluminium) l’introduction des matériaux composites pour des applications hautes performances consolide ce besoin pour une approche de conception produit/ procédé. Ce papier se concentre sur un défaut spécifique qui est la distorsion géométrique observée en fin de fabrication. Le non-respect des tolérances géométriques résulte en des contraintes supplémentaires générées lors de la phase d’assemblage, qui impacteront par la suite les performances du produit fini. Il est par conséquent critique de minimiser ces distorsions. Une approche numérique permettant la prévention de ces Essais & Simulations • JUIN 2014 • PAGE 49