Étude des contraintes statiques
Les analyses des contraintes statiques sont l'un des types les plus courants d'analyses structurelles d'éléments finis. Le composant ou l'ensemble est soumis à une série de conditions de charge et les résultats de contrainte, de déformation et de déformation obtenus sont analysés pour déterminer la probabilité d'une défaillance de la conception.
Les analyses de contraintes statiques linéaires supposent que :
- la structure revient à sa forme d'origine
- il n'y a pas de changement de direction ou de magnitude de charge
- les propriétés du matériau ne changent pas
- la déformation et la contrainte sont faibles
Suppositions pour l'analyse des contraintes statiques linéaires
Les conditions suivantes doivent être remplies pour que l'analyse des contraintes statiques soit valide :
- La charge ne provoque que de petits déplacements ou rotations. Par petit, nous entendons que les conditions individuelles suivantes sont satisfaites :
- La déformation n’a pas d’effet significatif sur la direction de la charge, la magnitude de la charge ou la surface des faces auxquelles les charges sont appliquées.
- La déformation ne modifie pas les conditions aux limites (c'est-à-dire où, et de quelle manière les pièces sont contraintes).
- Les matériaux se comportent de façon linéaire et restent dans la zone élastique de la courbe de contrainte/déformation du matériau. En d'autres termes, la rigidité et la résistance du matériau ne changent pas.
- Les effets dynamiques des conditions de charge ne sont pas importants. L'analyse des contraintes statiques ne prend pas en compte les effets d'inertie. Toutefois, la masse du modèle est utilisée pour déterminer certaines charges statiques, telles que les forces de gravité et de rotation.
Remarque : vous pouvez exagérer les charges statiques appliquées pour prendre en compte les effets transitoires ou inertiels. Toutefois, la quantité que vous augmentez doit être basée sur des hypothèses. Par conséquent, la précision des résultats est aussi bonne que l'hypothèse de multiplication de charge. Pour une solution basée sur les effets d’inertie, vous devez exécuter une analyse de simulation d’événements.
Important : le contact de surface entre les pièces libres de glisser ou de se séparer les unes par rapport aux autres est un effet non linéaire. Vous pouvez néanmoins inclure ces types de contact de surface dans une analyse des contraintes statiques. Dans de tels cas, la solution devient itérative. Le solveur effectue plusieurs calculs, chacun avec des résultats de contact différents, jusqu'à ce que le modèle soit dans un état d'équilibre.
Exemples d'analyse de contraintes statiques
La liste suivante contient quelques exemples pour lesquels l'analyse des contraintes statiques peut être appropriée (lorsque les conditions précédentes sont satisfaites) :
- Structures de bâtiment
- Ponts
- Châssis du véhicule
- Pièces de machine
- Supports de montage
- Appareils électroménagers
- Corps de vanne ou pompe
- Cylindres hydrauliques
- Réservoir à pression
Analyse des contraintes statiques dans les résultats de la conception générative
Si vous exécutez une analyse des contraintes statiques sur un résultat Generative Design, vous pouvez exporter votre étude vers la configuration Ansys ou directement dans Ansys Mechanical ou Ansys Discovery, pour une analyse plus approfondie.