La conception et le développement de projets d’ingénierie mécanique passent par des simulations et des calculs réalisés par ordinateur, plus spécifiquement à l’aide de logiciels très pointus. Ces derniers permettent d’effectuer des boucles d’essais-erreurs pour parvenir à un produit satisfaisant. Dans cet article, nous allons vous présenter le logiciel de calcul et de simulation Abaqus que nous utilisons depuis peu.
Le logiciel Abaqus : une utilisation poussée des nouvelles technologies
Développé par Dassault-Systèmes, le progiciel Abaqus se compose de trois produits :
- ABAQUS / Standard : il s’agit d’un solveur généraliste. Celui-ci recourt à un schéma traditionnel d’intégration implicite ;
- ABAQUS / Explicit : ce dernier emploie un schéma d’intégration explicite pour résoudre les problèmes dynamiques ou quasi statiques non-linéaires ;
- ABAQUS / CAE : ce produit constitue une interface intégrée de visualisation et de modélisation.
Chaque produit du logiciel Abaqus est complété par des modules additionnels ou optionnels spécifiques. Très largement utilisé dans les industries automobiles, mais aussi celles aéronautiques, Abaqus offre des capacités d’analyse extrêmement poussées et une excellente ergonomie, car oui, la performance ne fait pas tout, une prise en main agréable est un vrai plus ! Aujourd’hui, d’autres milieux professionnels tendent à utiliser Abaqus, c’est notamment le cas des universités, pour la recherche et l’éducation.
Pourquoi utiliser la simulation numérique dans le milieu de l’ingénierie mécanique ?
Tout d’abord, définissons la simulation numérique. Il s’agit d’une représentation de phénomènes physiques complexes. C’est donc un moyen de simuler le comportement d’un produit dans son environnement final, tout cela de manière virtuelle.
La simulation numérique permet donc de répondre à de multiples enjeux industriels tels que :
- L’anticipation des écueils de conception ;
- La réduction des prototypes (et donc des coûts) ;
- L’accroissement de l’innovation.
Pour que la simulation numérique soit effective et qu’elle puisse prédire convenablement le comportement des conceptions d’un bureau d’étude comme le nôtre, la simulation doit être la plus réaliste possible. La simulation numérique devient alors une sorte de prototype à part entière.
Rendre une simulation réaliste est une tâche difficile tant le monde réel est complexe et jonché de variables parfois imprévisibles. Ce dernier est, en effet, non-linéaire et multi-physique, ce qui rend la conception d’un logiciel de simulation numérique extrêmement ardue.
Une intégration parfaite au cycle de conception
Abaqus / CAE offre la possibilité d’intégrer aisément des géométries issues d’autres logiciels professionnels de CAO tels que CATIA V5 (que nous utilisons également) et Solidworks grâce à des interfaces associatives. Ces dernières permettent le transfert de géométrie d’un logiciel de CAO vers le progiciel Abaqus / CAE en toute simplicité.
En un seul clic, il est possible d’envoyer des composants sélectionnés vers Abaqus / CAE ! Il est ainsi possible de modifier le modèle dans les logiciels de CAO pris en charge et utiliser une importation associative afin de mettre à jour rapidement le modèle dans Abaqus / CAE. Tout cela s’effectue sans perdre les fonctionnalités d’analyse assignées au modèle.
Voici un bref récapitulatif des points-forts de cette solution :
- Une mise en données intuitive : Abaqus / CAE s’appuie sur un arbre de construction intelligent et une gestion de modules ordonnancés qui guide l’utilisateur du début à la fin ;
- Le contact général : Abaqus détecte les couples de surfaces susceptibles d’interagir au cours de l’analyse et ce, sans augmenter le temps de calcul ;
- Les comportements matériels : le logiciel de conception mécanique Abaqus dispose d’une large palette de comportements matériels susceptibles de correspondre aux réalités du terrain. Tissus humains, os, métaux… Abaqus est plus que complet ;
- Approches implicite / explicite : Abaqus de faire appel aux deux approches en fonction de vos applications et de vos besoins. Il est même possible de passer de l’une à l’autre sans difficultés !
Que peut-on concrètement visualiser grâce à Abaqus ?
Ce progiciel utilise des technologies pointues pour l’étude d’événements dynamiques à faible vitesse, mais aussi d’événements statiques. Ces derniers exigent des solutions de contraintes extrêmement précises. Voici quelques exemples qui vous permettront de mieux visualiser les possibilités offertes par Abaqus :
- Calcul de la tenue mécanique d’une pièce usinée ;
- Calcul d’une structure mécano-soudée ;
- Calcul d’une charpente métallique ;
- Calcul de n’importe quel éléments dont nous disposons de la géométrie, des caractéristiques mécaniques et propriétés des matériaux.
Qui plus est, dans une même simulation, il sera possible d’analyser une maquette numérique en fonction du temps et de la fréquence.
Pour conclure
Abaqus est donc un outil extrêmement puissant que nous avons rapidement intégré à nos process d’ingénierie. Ce dernier est capable de traiter, de manière fiable et robuste, des problèmes complexes tout en prenant en compte les multiples physiques. La modélisation de nombreux comportements matériels nous permet de coller aux problématiques industrielles de nos clients : plastification et rupture des métaux, conductivité électrique, etc.
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