Préparation de l'analyse

Avant d'analyser une pièce ou un ensemble, vous devez prendre en compte certains éléments. La préparation du modèle en est un. Pour préparer un modèle d'ensemble à l'analyse, évaluez les types de composant. Pour un modèle d'ensemble, évaluez les fonctions des pièces. Vous pourrez par la suite exclure de l'analyse les pièces ou fonctions insignifiantes et ainsi améliorer les performances de l'analyse sans pour autant en affecter les résultats.

Pour préparer une pièce ou un ensemble à l'analyse, procédez aux étapes suivantes :

Simplifier le modèle

Pourquoi simplifier un ensemble ?

Lorsque vous analysez un ensemble, vous pouvez exclure des petites pièces dont la fonctionnalité est simulée par des contraintes ou des forces. Cette simplification de l'ensemble permet d'accélérer le processus de simulation.

Pourquoi simplifier des fonctions de pièces ?

Vous pouvez modifier certaines parties d'un modèle à analyser afin d'optimiser l'analyse de la simulation. Cette modification passe par le masquage géométrique des petites fonctions qui ne sont pas soumises à des concentrations de contraintes. Un exemple : les arrondis convexes externes. Ils peuvent compliquer la création de mailles, sans effet significatif sur le résultat final.

Pourquoi simplifier votre modèle contenant des corps fins ?

Votre modèle peut parfois contenir des composants constitués de très fins corps de parois par rapport à l'ensemble des cotes ou à la taille du modèle, et peuvent donc être très fins (par exemple, tôle ou structures d'ossature). Par conséquent, une analyse de ces composants à l'aide d'une MEF basée sur des éléments solides nécessite d'importantes ressources informatiques et peut engendrer des résultats moins précis. Lorsque vous simplifiez les composants contenant des corps de parois fins et des coques, vous pouvez réduire considérablement les ressources informatiques requises et accroître la précision de votre simulation.

Vous pouvez vérifier votre modèle afin de déterminer si vous disposez de corps fins adaptés à la fonction de coque en cliquant sur la commande Rechercher les corps fins dans le groupe de fonctions Préparer.

Les corps répondant aux critères de composant fin se trouvent automatiquement dans votre modèle. Vous pouvez ensuite choisir de simplifier la géométrie solide et générer des surfaces intermédiaires en définissant la structure de coque à l'aide de la commande Surface intermédiaire ou Décalage.

Quelles sont les limites d'utilisation des commandes de pièces fines dans l'analyse des contraintes ?

Rapport L/D = Longueur/Epaisseur

où :

Longueur = longueur totale du corps

Epaisseur = épaisseur du corps

Prenons une fine plaque carrée dont la longueur et la largeur sont égales à 100 avec une épaisseur de 1. Le rapport L/D de la plaque est de 100/1 = 100. Nous calculons le rapport L/D du corps d'entrée et nous le comparons avec le rapport L/D de la fine plaque carrée.

Si le rapport L/D est inférieur à 100, le corps est considéré comme étant épais (solide). Nous vous recommandons alors de l'analyser comme un solide pour effectuer une analyse précise à l'aide d'éléments solides.
Si le rapport L/D du corps d'entrée est supérieur à 100, le corps est considéré comme étant un composant fin. Il est alors mis en surbrillance en tant que tel lorsque vous cliquez sur la commande Rechercher les corps fins.
Si le rapport L/D est supérieure à 100 et que vous effectuez une analyse sans convertir le corps en coque à l'aide de la commande Surface intermédiaire ou Décalage, un message s'affiche vous recommandant d'utiliser la commande Rechercher les corps fins pour effectuer une analyse plus précise.
Si le rapport L/D est supérieur à 250 et que le corps est analysé en tant que solide épais, un message d'avertissement s'affiche indiquant que les résultats de l'analyse sont susceptibles d'être erronés et imprécis.

Remarque : Les détails spécifiques concernant le calcul et la comparaison du rapport L/D ne sont pas abordés ici. Autodesk Inventor fait uniquement des suggestions sur les corps devant être considérés comme fins. Les critères choisis ne sont pas absolus et peuvent donc ne pas être appliqués dans certaines circonstances spécifiques. Vous pouvez remplacer les résultats de la commande.

Ajouter des contraintes

Les contraintes structurelles restreignent ou limitent le déplacement du modèle. Pour une simulation statique, supprimer les modes de corps rigides (libre mouvements de translation et de rotation des corps). Pour ce faire, corrigez une face, par exemple, ou combinez des contraintes partielles sur les faces, arêtes ou sommets.

Remarque : Le fait de surcontraindre ou de souscontraindre un modèle peut modifier son comportement de manière substantielle. Il est donc important d'assigner avec précaution le jeu de contraintes devant refléter l'environnement réel du modèle.

Les contraintes structurelles suivantes sont disponibles :

Fixe	Supprime tous les degrés de liberté.
Sans frottements	Empêche tout mouvement perpendiculaire à la surface.
Cylindrique	Isole les degrés de liberté au mouvement radial, axial ou tangentiel.

Pour connaître les forces de réaction, lancez la simulation, puis, dans le navigateur de simulation, cliquez avec le bouton droit de la souris sur une contrainte et choisissez Forces de réaction.

Remarque : Vous pouvez appliquer conditions de charge et des conditions aux limites au même élément tant que ces conditions sont compatibles. Vous pouvez appliquer des conditions aux limites et de charge incompatibles par erreur à la même entité. Par exemple, lorsque vous corrigez la face dans la direction Z et qu'une charge est appliquée dans la même direction à la même face. Les conditions aux limites fixes remplacent les forces.

Ajouter des charges

Charges appliquées

Le concept de charges appliquées désigne les forces qui s'exercent sur une pièce ou un ensemble en mouvement. De telles charges peuvent contraindre, déformer ou déplacer les composants.

Pour votre conception, il est important de savoir comment votre produit réagit à des conditions normales et extrêmes de fonctionnement. Vous devez connaître la réponse de votre produit face à ces charges pour pouvoir créer un facteur de sécurité adapté. Les éléments importants de votre conception sont la magnitude, la fréquence d'occurrence, la distribution et la nature de ces forces (statiques ou dynamiques). Une visualisation claire de votre produit dans ces conditions vous permettra de mieux définir votre conception.

Les charges appliquées suivantes sont disponibles :

Force (N ou lbf)
Pression (MPa ou psi)
Charge de roulements (N ou lbf)
Moment (N*m ou lbf po)
Force distante (N ou lb)

Les charges appliquées doivent être normales à la face là où la force est perpendiculaire à celle-ci. Les charges appliquées doivent être directionnelles à la face avec une magnitude donnée dans chaque direction. Vous pouvez appliquer des moments aux faces des solides. Utilisez la force distante dans les cas suivants :

Pour appliquer une force à un point spécifique à l'extérieur ou à l'intérieur du modèle.
Pour appliquer une force et un moment équivalent à une face donnée.

Vous ne pouvez appliquer une charge de roulement qu'aux faces cylindriques.

Remarque : Si vous appliquez des charges aux faces liées aux contacts, utilisez une pression plutôt qu'une force.

Charges sur le corps

Les charges sur le corps sont des chargent qui s'exercent sur tout le volume ou sur la masse entière d'un composant. Exemples de charges sur le corps :

Force gravitationnelle
- Accélération linéaire
- Vitesse et accélération angulaires

Si le modèle est soumis à des forces extérieures, définissez des charges sur le corps ou des charges gravitationnelles. Vous ne pouvez définir qu'une charge gravitationnelle et une charge sur le corps par simulation.

Spécifier des matières

Les propriétés des matières constituent les caractéristiques structurelles des pièces d'un modèle dans le cadre d'une simulation. Chaque simulation peut avoir un jeu différent de matières pour chaque composant.

Styles et normes

Les matières d'Inventor sont gérées à partir de l'Editeur de styles et de normes. Vous pouvez modifier des matières existantes ou en créer des nouvelles. Lorsque vous créez ou modifiez des matières, veillez à leur assigner les caractéristiques correctes.

Définitions de matières

Lorsque vous commencez une nouvelle pièce, la matière du composant est définie sur la valeur du gabarit de document utilisé. Inventor est vendu avec des gabarits de pièces et d'ensembles utilisant une matière nommée Par défaut. La matière Par défaut n'est pas définie pour être utilisée dans l'environnement de simulation. Par conséquent, si la définition Par défaut est assignée à la matière d'un composant, celle-ci doit être remplacée. Il existe plusieurs manières de corriger l'assignation de matière.

Modifiez la pièce. Dans les iPropriétés, spécifiez une matière correctement définie pour la simulation. Cette solution est recommandée.
Remplacez la matière Par défaut d'Inventor par une autre matière correctement définie.
Modifiez la matière Par défaut de manière à la rendre apte à la simulation. Si vous redéfinissez la matière Par défaut dans le fichier gabarit, modifiez ce fichier avec précaution. En effet, d'autres documents peuvent dépendre de la définition d'origine.

Il existe deux façons de vérifier si une matière est apte ou non à une simulation.

La matière assignée au modèle de pièce n'est pas complètement définie. Les informations manquantes sont essentielles à la simulation. Si vous n'avez pas défini complètement une matière, vous recevez un avertissement pour cette matière. Avant de lancer la simulation, vous pouvez remplacer une matière par une autre qui convient mieux à l'analyse ou modifier la matière existante.
La matière de remplacement n'est pas complètement définie. Les informations manquantes sont essentielles à la simulation. Dans le navigateur, le noeud de la matière de remplacement est illustré par une icône d'information . Avant de lancer la simulation, vous pouvez remplacer une matière par une autre qui convient mieux à l'analyse ou modifier la matière existante.

Navigateur de simulation

Dans le navigateur de simulation, le dossier Matières répertorie les matières de remplacement disponibles. Par exemple, si vous souhaitez remplacer un composant en cuivre par un composant en acier, il existe un noeud Acier unique. Sous ce noeud Acier, des noeuds sont créés pour chaque pièce qui utilise cette matière.

Il a été admis que les matières se comportent des façons suivantes :

Constante	Toutes les propriétés de matière restent les mêmes, quelles que soient la température et l'heure.
Homogène	Les propriétés de matière ne changent pas dans le volume de la pièce.
Linéaire	La contrainte est directement proportionnelle à la déformation.

Si une matière de simulation convient mieux à votre conception, intégrez-la au modèle en tant que modification CAO.

Spécifier les conditions de contact

Deux méthodes permettent d'ajouter des conditions de contact à la simulation :

Contacts automatiques	Les contacts sont assignés automatiquement en fonction des paramètres définis dans la boîte de dialogue Modifier les propriétés de simulation. Vous pouvez modifier les contacts automatiques à tout moment au cours de l'analyse.
Contact manuel	Vous assignez vous-mêmes des contacts, par le biais de la commande Contacts manuels. Vous pouvez modifier les contacts manuels à tout moment au cours de l'analyse.

Autres points importants :

Icônes d'avertissement sur les noeuds de navigateur parent

Les icônes d'état affichées en regard des noeuds parent dans le navigateur d'analyse des contraintes servent à indiquer qu'un noeud est obsolète ou qu'il existe un problème avec un noeud enfant. Au départ, l'icône Mise à jour requise s'affiche en regard du noeud parent. Si une icône d'avertissement s'affiche après la mise à jour du noeud, alors un ou plusieurs noeuds enfant présentent un problème.