Essais & Simulations n°129

DOSSIER Nasa, situés

DOSSIER Nasa, situés dans tout le pays, ainsi que plusieurs grandes entreprises du secteur de l’aérospatiale — ATK, Lockheed Martin et Northrop Grumman —, ont participé au projet. Après avoir étudié une dizaine de concepts, l’équipe a décidé que la structure principale du module d’équipage serait constituée d’un sandwich à âme alvéolaire renforcé en fibre de carbone. Afin de respecter le délai de production raccourci et de maîtriser les coûts non récurrents (une coque pressurisée fabriquée en série serait probablement réalisée d’un seul tenant à l’aide d’un outillage extractible composé de multiples éléments), la structure est composée d’une coque pressurisée en deux parties (inférieure et supérieure) fixées l’une à l’autre. La coque est encore renforcée « L’un des points forts de Fibersim est sa capacité à définir des segments de pli. Il calcule les limites de taille et de forme au-delà desquelles les segments deviennent trop difficiles à adapter à l’outil. » - Ian Fernandez, responsable de la structure inférieure (Nasa Ames Research Center – NESC) par des goussets, des panneaux et divers éléments métalliques destinés à répartir les charges ponctuelles. La partie inférieure de la coque est renforcée par l’armature du sol, formant une structure unifiée qui réagit à la pression et aux charges inertielles par flexion. « Des calculs sommaires avaient prédit que ce concept permettrait de réduire la masse de la structure inférieure de 20 % par rapport à une conception traditionnelle utilisant une armature en anneaux, explique Ian Fernandez, responsable de la structure inférieure au Nasa Ames Research Center de Moffett Field (Californie). Le concept a été validé à l’aide de l’analyse par éléments finis et nous l’avons donc retenu. » Ian Fernandez travaille sur les structures composites depuis plus de dix ans. Il a utilisé Fibersim pour le 58 IESSAIS & SIMULATIONS • N°129 • Mai-Juin 2017

DOSSIER projet SOFIA (observatoire stratosphérique pour l’astronomie infrarouge), notamment pour créer une ouverture aérodynamique de 3 mètres dans le fuselage d’un Boeing 747 commercial spécialement modifié. L’image ci-contre montre le CCM lors de la phase d’assemblage des deux parties de sa coque par la société ATK, à Iuka (Mississippi), avant l’installation des renforts en graphite-époxy. Le logiciel Fibersim a aidé la Nasa à tirer parti du potentiel des matériaux composites, en réduisant les risques, les coûts de conception et de fabrication, la complexité et les délais. En production, il a démontré sa capacité à augmenter la productivité de l’ingénierie, et à réduire les délais de développement, le gaspillage de matériaux, le nombre des révisions de conception et le coût de l’outillage. « J’ai vu Fibersim pour la première fois au congrès Sampe en 1998, et j’ai été stupéfait, explique Ian Fernandez. L’ouverture aérodynamique n’était rien à côté des complexités du module d’équipage, mais Fibersim m’a permis de résoudre tous ces problèmes avec la même facilité. » « Passer de ce que l’on voit dans Pro/Engineer Wildfire à l’atelier de fabrication puis à la pose représente un grand pas, poursuit Mike Kirsch. L’identité parfaite entre ce que nous avions vu dans Pro/ Engineer et les plissements, les angles de pli et les modèles à plat résultants nous a prouvé que Fibersim avait réussi son véritable test. » L’un des points forts de Fibersim réside dans sa capacité à définir des segments de pli. Il calcule les limites de taille et de forme au-delà desquelles les segments deviennent trop difficiles à adapter à l’outil. Fibersim peut afficher les informations importantes concernant un pli — telles que les collages, les encoches, les limites, les coordonnées locales, l’angle de vrillage, etc. — afin d’aider les ingénieurs à créer la meilleure pièce possible. « Nous avons fait particulièrement attention à réduire au minimum les chevauchements dans les zones de revêtement critiques, afin d’éviter tout problème lors de l’assemblage », ajoute Ian Fernandez. CONCEPTEUR ET FABRICANT DE VOS BANCS D’ESSAI MÉCANIQUE ACCÉLÉRATION 2,150 m/s² 2,150 m/s² 30,13 J 30,13 J 2,150 m/s² PRESSION 2,150 m/s² ÉNERGIE 55,89 Pa 55,89 Pa 30,13 J 30,13 J 15,30 W 15,30 W 55,89 Pa 55,89 Pa 15,30 W 15,30 W PUISSANCE Du cadre de vélo à la vanne de centrale nucléaire, LF Technologies conçoit, selon vos normes de qualité, des bancs d’essais de haute technicité spécifiques à votre produit NOS APPLICATIONS TRACTION COMPRESSION TORSION FLEXION FLUAGE CHOC FATIGUE PELAGE 9 rue Ampère - ZI de la Chaussée - 85 270 Saint-Hilaire de Riez Tél. std : 02 51 60 06 06 - Email : lftechno@lftechnologies.fr © DR ESSAIS & SIMULATIONS • N°129 • Mai-Juin 2017 I59 1-2 page hauteur_Essais et simulations.indd 4 26/04/2017 10:48:52