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Essais & Simulations n°121

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Sopemea dévoile ses activités d’essais

Essais

Essais et Modelisation cessaire d’ouvrir l’interface graphique (Graphical user interface, GUI). Il est extrêmement facile de définir les opérations pouvant être exécutées par lots, ce qui permet d’optimiser des connexions et d’autres applications logicielles externes. Aujourd’hui, vous n’irez pas très loin en effectuant juste des calculs basés sur les fluides. Les applications logicielles de CD-adapco sont très simples à utiliser associées à différentes applications employées dans les processus en amont et en aval. Il faudrait que le script puisse être lu par toute personne qui le voit. » Verbatim « Nous sommes très heureux d’avoir pu poser des questions aux ingénieurs de Toyota Motor Corporation, l’un des plus grands constructeurs automobiles du monde, sur les produits CD-adapco et sur leur rôle dans le travail de développement des voitures participant aux 24 heures du Mans. Cette interview a été réalisée immédiatement après le classement de l’équipe Toyota en troisième place aux 24 heures du Mans, et M. Kato ainsi que M. Hojo ont défini des plans précis pour gagner la course l’année prochaine. Toyota Racing a remporté le championnat des constructeurs lors de la saison 2014. Anthony Davidson et Sébastien Buemi Olivier ont remporté le Championnat du Monde Pilotes au volant de la TS040 Hybrid n 8. CD-adapco fera tout son possible pour aider l’équipe Toyota à remporter la victoire ! » En ce qui concerne l’aérodynamique, toutes les opérations, y compris la création de modèles analytiques, sont converties en un script, et les commentaires que nous recevons confirment que le script est très facile à utiliser une fois que vous vous y êtes habitué. En aérodynamique, le traitement des données a été entièrement automatisé depuis l’introduction de Star-CD, et toutes les interventions le sont également dans le nouveau logiciel Star-CCM+. Lors de la réalisation d’analyses, il est extrêmement important que tous les procédés soient standardisés de manière à ce qu’aucune variation aléatoire ne soit introduite dans les résultats d’analyse par chaque ingénieur. Cette harmonisation garantit que même si de nouveaux membres de l’équipe rejoignent un groupe, il n’existera aucune différence dans les résultats des analyses produits. En outre, puisque tout est entièrement automatisé dans le script, une formation interne est offerte afin de s’assurer que tous les membres le comprennent et qu’il ne soit pas perçu comme un outil inaccessible. Cela permet également d’encourager le développement des compétences des membres de l’équipe. Yuichiro Kato a requis l’ajout de la fonctionnalité suivante : convertir automatiquement le maillage de surface en modèle de surface CAO dans Star- CCM+. Les données obtenues lors du changement de la forme du maillage de surface par morphing au moment de l’optimisation devaient être transmises au logiciel de CAO, car les données de CAO fournissent les informations nécessaires aux concepteurs afin de définir des formes optimales. Enfin, en tant qu’utilisateurs de longue date des produits CD-adapco, nous avons reçu des commentaires sur nos services de support technique. « L’ingénieur qui travaille au support a fourni des réponses très rapides, a indiqué Yuichiro Kato. Lorsqu’on pense à un prestataire de service étranger, le bureau japonais pourrait être traité comme un simple point de relais, et le contenu envoyé sous format brut, sans avoir été bien compris, mais le niveau de services a été comparable à celui d’un fournisseur national. » Teppei Hojo poursuit : « Les méthodes d’analyse sont déjà entièrement établies, mais nous espérons que nous pourrons travailler ensemble sur la création de technologies permettant d’accélérer la boucle de développement. » Yuichiro Kato & Teppei Hojo – Toyota Motor Corporation Kuninori Masushige & Yuka Takahashi – CD-adapco Cas d’application Boeing améliore la protection contre la foudre grâce à la simulation La structure des avions modernes comme le Boeing 787 Dreamliner est composée pour plus de moitié de composites en fibre de carbone. On leur ajoute des films de métal déployé pour augmenter la protection face aux impacts de foudre. Les chercheurs de Boeing utilisent la simulation pour tester l’efficacité et la tenue dans le temps de ces revêtements, notamment par rapport aux contraintes d’origine thermique qu’ils subissent dans les conditions habituelles de vol. Le Boeing 787 Dreamliner est un avion innovant par le choix des matériaux de sa structure, composée à plus de 50 % de fibre de carbone renforcé par du plastique (CFRP pour carbon fiber reinforced plastic), un matériau exceptionnel par sa légèreté et sa résistance mécanique. La figure 1 précise la répartition des matériaux composites dans l’appareil. Malgré leurs avantages, les composites CFRP présentent des faiblesses sur le niveau de protection et de tenue face à un impact de foudre. Pour résoudre ce problème, un film de métal déployé (EMF pour expanded metal foil) est ajouté dans la structure composite, de façon à dissiper rapidement chaleur et courant électrique lors d’un impact de foudre. Les ingénieurs de Boeing Research and Technology (BR&T) effectuent des simulations multiphysiques et des mesures afin d’étudier l’effet des paramètres de conception EMF sur les Essais & Simulations • JUIN 2015 • PAGE 32

Essais et Modelisation Système d’acquisition de mesures MULTI-FORMAT Chaque environnement sa solution Structure modulaire distribuée - Rail DIN Figure 1. Les matériaux composites présents dans le Boeing 787 comptent pour plus de la moitié des matériaux utilisés 1 . contraintes thermiques et les déplacements dans chaque couche de la structure composite décrite à gauche dans la figure 2. Les contraintes s’accumulent dans le revêtement de protection de la structure composite à cause des cycles thermiques générés par les décollages et atterrissages. Avec le temps, le revêtement de protection peut se fissurer, laissant pénétrer l’humidité et des particules, conduisant à la corrosion de l’EMF, et réduisant ainsi sa conductivité électrique et sa capacité de protection. Les chercheurs participant à l’étude au BR&T sont : Jeffrey Morgan, chef de projet du département Sealants and Electromagnetic Materials (produits d’étanchéité et matériaux électromagnétiques), Robert Greegor, ingénieur de simulation au département Applied Physics, le Dr Patrice Ackerman, du département Sealants and Electromagnetic Materials, et à la tête des essais, et Quynhgiao Le, ingénieur. Leurs recherches visent à améliorer la stabilité thermique globale de la structure composite et donc à réduire les risques et les coûts de maintenance liés à la dégradation du revêtement de protection. Simulation de la thermo-dilatation dans les composites d’avions Dans la structure de protection de la surface montrée à gauche dans la figure 2, on observe une succession de couches : peinture, apprêt, couche d’isolation de la corrosion, surfacer, EMF, et structure composite sous-jacente. Chaque couche contribue à l’accumulation des contraintes mécaniques dans les revêtements de protection, au fil du temps, car elles sont soumises au cyclage thermique. La géométrie est issue du modèle de coefficient de dilatation thermique (CTE), développé par Greegor 2,3 et ses collègues à l’aide de Comsol Multiphysics. L’objectif de ce modèle était d’évaluer la contrainte thermique et Rack 19’’ 3U Portable et autonome Précision de laboratoire dans un milieu industriel ■ ■ ■ ■ Rack 19’’ 1U Durci et flexible Mesure fiable et rapide Banc d’essais et de composants Déporté et autonome Surveillance de structure et d’ouvrage Robuste et universelle Applications embarquées Synchronisation et déterminisme Contrôle de process Et toujours avec le meilleur rapport Performance / Prix Figure 2. A gauche la structure composite multicouche du modèle COMSOL, et à droite la géométrie du film de métal déployé. SWD et LWD correspondent respectivement au bord court et au bord long du carré. Le rapport d’aspect de la maille : SWD/LWD est l’un des paramètres dont on a observé l’influence pendant les simulations. www.gantner-instruments.fr info@gantner-instruments.fr Tel : 01 40 26 62 10 Essais & Simulations • JUIN 2015 • PAGE 33

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