SolidWorks Simulation 2010 Installation Manual [fr]

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Conception mécanique et Technologie

Introduction aux applications d’analyse des contraintes avec SolidWorks Simulation, Guide de l’étudiant

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A propos de ce cours

L’Introduction aux applications de l’analyse des contraintes avec SolidWorks Simulation et son matériel de support sont conçus pour vous aider à apprendre SolidWorks Simulation dans un environnement scolaire.

Tutoriels en ligne

L’Introduction aux applications de l’analyse des contraintes avec SolidWorks Simulation est une

ressource supplémentaire complétée par les Tutoriels en ligne SolidWorks Simulation.

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Introduction

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un lien ; les informations sont à droite de l’icône. Les remarques et les conseils vous montrent des étapes et suggèrent des solutions qui vous font gagner du temps.

Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation 1

SolidWorks Introduction

Série Conception technique et technologie

Vous pouvez cliquer sur la plupart des boutons de barre d’outils qui apparaissent

dans la leçon pour faire clignoter le bouton SolidWorks correspondant. La première fois que vous cliquez sur le bouton, un message ActiveX apparaît : An

control on this page might be unsafe to interact with other parts of the page. (Un contrôle ActiveX sur cette page peut présenter un risque dans l’interaction avec d’autres parties de la page).

Do you want to allow this interaction ? (V oulez-vous autoriser cette interaction ?)

ActiveX

Ce message est une mesure de précaution standard. Les contrôles ActiveX dans les Tutoriels en ligne n’endommageront pas votre système. Si vous cliquez sur

Non

, les scripts sont désactivés pour cette rubrique. Cliquez sur

Oui

pour

exécuter les scripts et faire clignoter le bouton.

Ouvrir le fichier ou Régler cette option ouvre le fichier ou règle l’option

automatiquement.

Video example (Exemple vidéo) affiche une vidéo sur cette étape.

En savoir plus sur... renvoie à des informations supplémentaires concernant une

rubrique. Cette option n’est pas nécessaire pour terminer le tutoriel, mais elle offre plus de détails sur le sujet traité.

Pourquoi ai-je... renvoie à des informations supplémentaires sur une procédure et

les raisons de son choix. Ces informations ne sont pas nécessaires pour terminer le tutoriel.

Impression des tutoriels

Si vous le souhaitez, vous pouvez imprimer les tutoriels en ligne en suivant la procédure ci-dessous :

1 Dans la barre d’outils de navigation du tutoriel, cliquez sur Montrer .

Le sommaire des tutoriels en ligne s’affiche.

2 Cliquez à l’aide du bouton droit de la souris sur le livre que vous souhaitez imprimer

et sélectionnez Imprimer dans le menu contextuel. La boîte de dialogue Imprimer des rubriques apparaît.

3 Sélectionnez Imprimer le titre sélectionné et toutes les sous-rubriques

et cliquez sur OK.

4 Répétez ce processus pour chaque leçon que vous souhaitez imprimer.

Gamme de produits SolidWorks Simulation

Ce cours est une introduction à la simulation linéaire statique de corps élastiques à l’aide de SolidWorks Motion Simulation ; cependant, la gamme complète de produits couvre une grande variété de domaines d’analyses qui doivent être pris en compte. Les paragraphes cidessous listent la totalité des packages et modules offerts par SolidWorks Simulation.

Les études statiques proposent des outils pour l’analyse des contraintes linéaires des pièces et assemblages chargés au moyen de chargements statiques. Ce type d’étude répond aux questions type suivantes : Ma pièce va-t-elle casser dans des conditions de chargements d’utilisation normales ? La conception de ce modèle est-elle trop poussée ? Ma conception peut-elle être modifiée pour améliorer le coefficient de sécurité ?

Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation 2

SolidWorks Introduction

Série Conception technique et technologie

Les études de flambage analysent la performance des pièces minces chargées en compression. Ce type d’étude répond aux questions type suivantes : Les pieds de mon enceinte sont suffisamment résistants pour ne pas se plastifier et défaillir, mais sont-ils assez résistants pour ne pas s’effondrer à cause d’une perte de stabilité ? Ma conception peut-elle être modifiée pour assurer la stabilité des composants minces de mon assemblage ?

Les études fréquentielles proposent des outils d’analyse des modes et fréquences naturels. Une telle analyse est essentielle dans la conception ou dans de nombreux composants chargés à la fois de façon statique et dynamique. Ce type d’étude répond aux questions type suivantes : Ma pièce va-t-elle résonner dans des conditions de chargements d’utilisation normales ? Les caractéristiques de fréquence des composants conviennentelles à l’application donnée ? Ma conception peut-elle être modifiée pour augmenter les caractéristiques de fréquence ?

Les études thermiques proposent des outils d’analyse du transfert thermique par l’intermédiaire de la conduction, de la convection et du rayonnement. Ce type d’étude répond aux questions type suivantes : Les changements de température affecteront-ils mon modèle ? Comment mon modèle fonctionne-t-il dans un environnement dont la température fluctue ? Combien de temps faut-il pour que mon modèle se refroidisse ou surchauffe ? Le changement de température entraîne-t-il une expansion de mon modèle ? Les contraintes créées par le changement de température entraîneront-elles la défaillance de mon produit ? (Pour répondre à cette question, on utilisera des études statiques conjointement à des études thermiques).

Les études de chute servent à analyser la contrainte créée par des pièces mobiles rencontrant un obstacle. Ce type d’étude répond aux questions type suivantes : Que se passera-t-il si mon produit est manipulé sans précaution pendant le transport ou s’il tombe ? Comment mon produit se comporte-t-il s’il tombe sur du parquet, de la moquette ou du béton ?

Les études d’optimisation sont appliquées pour améliorer (optimiser) votre conception initiale en fonction d’un ensemble de critères sélectionnés tels que, notamment, la contrainte maximale, le poids et la fréquence optimale. Ce type d’étude répond aux questions type suivantes : Puis-je changer la forme de mon modèle tout en conservant l’intention de conception ? Ma conception peut-elle être rendue plus légère, plus petite ou moins chère sans compromettre la puissance de la performance ?

Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation 3

SolidWorks Introduction

Série Conception technique et technologie

Les études de fatigue analysent la résistance des pièces et des assemblages chargés de façon répétée sur de longues périodes. Ce type d’étude répond aux questions type suivantes : Est-il possible d’estimer avec précision la durée de vie de mon produit ? Puis-je étendre la durée de vie du produit en modifiant ma conception actuelle ? Mon modèle est-il sûr lorsqu’il subit des char ges de force ou de température variables sur de longues périodes ? Une nouvelle conception de mon modèle aidera-t-elle à réduire les dégâts provoqués par des forces ou une température variables ?

Les études non linéaires proposent des outils permettant d’analyser les contraintes dans des pièces et des assemblages subissant des chargements importants et/ou de grandes déformations. Ce type d’étude répond aux questions type suivantes : Les pièces en caoutchouc (par exemple les joints toriques) ou en mousse réagiront-elles de façon satisfaisante sous une charge donnée ? Mon modèle se plie-t-il excessivement dans des conditions d’utilisation normales ?

Les études dynamiques analysent les objets forcés par des charges variant avec le temps. Des exemples type sont les charges de choc de composants montés sur des véhicules, les turbines chargées par des forces oscillantes, les composants d’aviation chargés de façon aléatoire, etc. Les études linéaires (petites déformations structurelles, modèles créés avec un matériau de base) ainsi que les études non linéaires (grandes déformations structurelles, charges importantes et matériaux avancés) sont disponibles. Ce type d’étude répond aux questions type suivantes : La conception de mes supports de moteur subissant des charges de choc quand mon véhicule rencontre un nid-de-poule sur la route est-elle sure ? Quelle est l’importance de la déformation dans de telles circonstances ?

Motion Simulation permet à l’utilisateur d’analyser le comportement cinématique et dynamique des mécanismes. Les forces de liaison et inertielles peuvent ensuite être transférées dans des études SolidWorks Simulation pour poursuivre l’analyse de contraintes. Ce module répond aux questions type suivantes : Quelle est la taille correcte du moteur ou de l’actionneur pour ma conception ? La conception des mécanismes de transmission, vitesses ou verrous est-elle optimale ? Quels sont les déplacements, vitesses et accélérations des composants du mécanisme ? Le mécanisme est-il efficace ? Peut-il être amélioré ?

Le module Composites permet aux utilisateurs de simuler des structures fabriquées à partir de matériaux composites laminés. Ce module répond aux questions type suivantes : Le modèle composite défaille-t-il sous le chargement donné ? Est-il possible d’alléger la structure en utilisant des matériaux composites sans compromettre la résistance et la sécurité ? Les couches de mon matériau composite vont-elles se décoller ?

Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation 4

Leçon 1 : Fonctionnalités de base de

Arbre

Branche

Moyeu

de l’étoile

SolidWorks Simulation

Après cette leçon, vous comprendrez les fonctionnalités de base de SolidWorks Simulation et pourrez effectuer une analyse statique sur l’assemblage suivant.

Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation 1-1

Leçon 1 : Fonctionnalités de base de SolidWorks Simulation

Arbre

Moyeu

Branche de l’étoile

Exercice d’apprentissage actif — Analyse statique

Utilisez SolidWorks Simulation pour effectuer l’analyse statique de l’assemblage Spider.SLDASM présenté à droite.

Les instructions pas à pas sont données ci-dessous.

Création d’un répertoire SimulationTemp

Nous vous recommandons d’enregistrer le dossier SolidWorks Simulation Education Examples dans un répertoire temporaire pour conserver l’original

qui permettra de répéter l’exercice.

1 Créez un répertoire temporaire appelé SimulationTemp dans le dossier

Exemples du répertoire d’installation SolidWorks Simulation.

2 Copiez le répertoire SolidWorks Simulation Education Examples dans le

répertoire SimulationTemp.

Ouverture du document Spider.SLDASM

1 Cliquez sur Ouvrir sur

la barre d’outils Standard. La boîte de dialogue

Ouvrir apparaît.

2 Naviguez dans les

répertoires jusqu’au dossier SimulationTemp du répertoire d’installation de

SolidWorks Simulation.

3 Sélectionnez Spider.SLDASM. 4 Cliquez sur Ouvrir.

L’assemblage spider.SLDASM s’ouvre.

L’assemblage de l’étoile comprend trois composants :

l’arbre, le moyeu et la branche de l’étoile. La figure

ci-dessous présente les composants de l’assemblage dans une vue éclatée.

1-2 Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation

Vérification du menu SolidWorks Simulation

Menu SolidWorks Simulation

Si SolidWorks Simulation est installé correctement, le menu SolidWorks Simulation apparaît sur la barre de menus de SolidWorks. Si ce n’est pas le cas :

1 Cliquez sur Outils, Compléments.

La boîte de dialogue Compléments apparaît.

2 Cochez les cases placées à côté de SolidWorks Simulation.

Si SolidWorks Simulation ne se trouve pas dans la liste, vous devez l’installer.

3 Cliquer sur OK.

Le menu Simulation apparaît dans la barre de menus de SolidWorks.

Définition des unités d’analyse

Avant de démarrer cette leçon, nous allons définir les unités d’analyse.

1 Dans la barre de menus de

SolidWorks, cliquez sur Simulation,

Options.

2 Cliquez sur l’onglet Options par

défaut

3 Sélectionnez Anglais (IPS) sous

Système d’unités.

Leçon 1 : Fonctionnalités de base de SolidWorks Simulation

4 Sélectionnez in (pouce) et psi dans

les champs Longueur/déplacement et Pression/contrainte.

5 Cliquez sur OK.

Etape 1 : Création d’une étude

La première étape de l’analyse est de créer une étude.

1 Cliquez sur Simulation, Etude dans le menu principal de SolidWorks, en haut de

l’écran. Le PropertyManager

2 Sous Nom, tapez Ma première étude. 3 Sous Type, sélectionnez Statique. 4 Cliquez sur OK.

SolidWorks Simulation crée un arbre d’études de Simulation sous l’arbre de création FeatureManager.

Un onglet est également créé au bas de la fenêtre ; il vous permet de vous déplacer entre plusieurs études et votre modèle.

Etude apparaît.

Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation 1-3

Leçon 1 : Fonctionnalités de base de SolidWorks Simulation

Etape 2 : Affectation du matériau

Tous les composants de l’assemblage sont en acier allié.

Affectation de l’acier allié à tous les composants

1 Dans l’arbre SolidW orks

Simulation Manager, cliquez à l’aide du bouton droit de la souris sur le dossier Pièces et cliquez sur Appliquer le

matériau à tout

La boîte de dialogue Matériau apparaît.

2 Procédez comme suit :

a) Développez le

dossier de la bibliothèque

Matériaux SolidWorks.

b) Développez la

catégorie Acier.

c) Sélectionnez Acier allié.

Remarque :

Les propriétés physiques et mécaniques de l’acier allié apparaissent dans le tableau à droite.

3 Cliquer sur Appliquer. 4 Fermez la fenêtre Matériaux.

L’acier allié est affecté à tous les composants et une coche apparaît sur l’icône de chaque composant. Remarquez que le nom du matériau affecté apparaît près du nom du composant.

Etape 3 : Application de déplacements imposés

Nous allons fixer les trois trous.

1 Utilisez les touches fléchées pour faire pivoter

l’assemblage comme indiqué sur la figure.

2 Dans l’arbre d’études de Simulation, cliquez à l’aide

du bouton droit de la souris sur le dossier Déplacements imposés puis cliquez sur

Géométrie fixe.

Le PropertyManager

3 Assurez-vous que le Type défini est Géométrie fixe. 4 Dans la zone graphique, cliquez sur les faces des trois

Déplacement imposé s’affiche.

trous comme illustré sur la figure. Face<1>, Face<2>, et Face<3> apparaissent dans la boîte Faces, arêtes,

sommets pour le déplacement imposé

1-4 Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation

5 Cliquez sur .

Symboles de géométrie fixe

Le déplacement imposé fixe est appliqué et son symbole apparaît sur les faces sélectionnées.

De plus, un élément Déplacement imposé-1 apparaît dans le dossier Déplacements imposés de l’arbre d’études Simulation. Vous pouvez modifier à tout moment le nom du déplacement imposé.

Etape 4 : Application des chargements

Nous allons appliquer une charge de 500 lb normale à la face indiquée sur la figure.

1 Cliquez sur l’icône Zoom fenêtre en haut de la zone

graphique et faites un zoom sur la partie conique de l’arbre.

2 Dans l’arbre SolidWorks Simulation Manager, cliquez

à l’aide du bouton droit de la souris sur le dossier Forces externes, puis cliquez sur Force.

Leçon 1 : Fonctionnalités de base de SolidWorks Simulation

Le PropertyManager Force/Couple apparaît.

3 Dans la zone graphique, cliquez sur la face représentée sur

la figure. Face<1> apparaît dans la boîte de liste Faces et arêtes

de coque pour la force normale

4 Assurez-vous l’option Normal est sélectionnée comme direction. 5 Vérifiez que les Unités sont définies en Anglais (IPS). 6 Dans la case Valeur de la force , tapez 500. 7 Cliquez sur .

SolidWorks Simulation applique la force à la face sélectionnée et un élément apparaît dans le dossier

Pour masquer les symboles de déplacements imposés et de charges

Forces externes

Dans l’arbre SolidWorks Simulation Manager, cliquez à l’aide du bouton droit de la souris sur le dossier Déplacements imposés ou le dossier Forces externes et cliquez sur Cacher tout.

Force-1

Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation 1-5

Leçon 1 : Fonctionnalités de base de SolidWorks Simulation

Taille globale

La taille globale d’élément est une mesure du diamètre moyen d’une sphère permettant de circonscrire l’élément.

Etape 5 : Maillage de l’assemblage

Le maillage divise votre modèle en plus petits éléments. En fonction des dimensions géométriques du modèle, SolidWorks Simulation suggère une taille d’élément par défaut (dans ce cas, 0,179707 pouce) que vous pouvez changer selon vos besoins.

1 Dans l’arbre d’études Simulation, cliquez à l’aide du bouton droit

de la souris sur l’icône Maillage et cliquez sur Créer le

maillage

Le PropertyManager Maillage apparaît.

2 Développez Paramètres de maillage en cochant la case.

Vérifiez que Maillage standard est sélectionné et que

Transition automatique n’est pas cochée.

Gardez pour Taille globale et Tolérance les valeurs par défaut suggérées par le programme.

3 Cliquez sur OK pour lancer le maillage.

Etape 6 : Exécution de l’analyse

Dans l’arbre d’études de Simulation, cliquez à l’aide du bouton droit de la souris sur l’icône Ma première étude et cliquez sur

Exécuter pour démarrer l’analyse.

Quand l’analyse est terminée, SolidWorks Simulation crée automatiquement les tracés de résultats par défaut dans le dossier Résultats.

1-6 Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation

Etape 7 : Visualisation des résultats

Contrainte de von Mises

1 Cliquez sur le signe plus (+) adjacent

au dossier Résultats. Toutes les icônes de tracés par défaut

apparaissent.

Leçon 1 : Fonctionnalités de base de SolidWorks Simulation

Remarque :

Si aucun tracé n’apparaît, cliquez à l’aide du bouton droit de la souris sur le dossier Résultats et sélectionnez

tracé de contraintes

Définir un

Définissez les options appropriées dans le PropertyManager et cliquez sur .

2 Double-cliquez sur Contrainte1 (-vonMises-) pour afficher le tracé des

contraintes.

Remarque :

Pour montrer l’annotation indiquant les valeurs minimales et maximales du tracé, double-cliquez sur la légende et cochez les cases Montrer annotation min et Montrer annotation max. Cliquez ensuite sur .

Animation du tracé

1 Cliquez à l’aide du bouton droit de la souris sur Contrainte1 (-vonMises-)

et cliquez sur Animer. Le PropertyManager

2 Arrêtez l’animation en cliquant sur le bouton Arrêter .

Animation apparaît et l’animation démarre automatiquement.

Vous devez arrêter l’animation pour enregistrer le fichier AVI sur le disque.

3 Cliquez sur Enregistrer au format AVI, puis cliquez

sur pour parcourir et sélectionnez un dossier de destination pour enregistrer le fichier AVI.

4 Cliquez sur pour jouer l’animation.

L’animation est jouée dans la zone graphique.

5 Cliquez sur pour arrêter l’animation. 6 Cliquez sur pour fermer le PropertyManager

Animation.

Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation 1-7

Leçon 1 : Fonctionnalités de base de SolidWorks Simulation

Visualisation des déplacements résultants

1 Double-cliquez sur l’icône

Déplacement1 (-Dépl. résultant-)

pour afficher le tracé de déplacement résultant.

La conception est-elle sûre ?

L’assistant Coefficient de sécurité peut vous aider à répondre à cette question. Nous allons utiliser l’assistant pour estimer le facteur de sécurité de tout point dans le modèle. Pour cette procédure, vous devez sélectionner un critère de défaillance.

1 Cliquez à l’aide du bouton droit de la souris sur le dossier Résultats

et sélectionnez Définir un tracé de coefficient de sécurité.

Le PropertyManager Etape 1 sur 3 de l’assistant Coefficient de sécurité

2 Dans la rubrique Critère , cliquez sur Contrainte de

von Mises maximale

apparaît.

Remarque :

Plusieurs critères de limite d’élasticité sont disponibles. Le critère de Von Mises permet le plus souvent de contrôler la défaillance des matériaux ductiles.

1-8 Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation

Leçon 1 : Fonctionnalités de base de SolidWorks Simulation

3 Cliquez sur Suivant.

L’assistant Coefficient de sécurité

Etape 2 sur 3

4 Définissez les Unités sur psi. 5 Sous Contrainte limite, sélectionnez Limite d’élasticité.

PropertyManager apparaît.

Remarque :

Après la limite d’élasticité, le matériau poursuit sa déformation plastique plus rapidement. Dans un cas extrême, il peut continuer à se déformer même sans augmentation de la charge.

6 Cliquez sur Suivant.

L’assistant Coefficient de sécurité Etape 3 sur 3 PropertyManager apparaît.

7 Sélectionnez Zones en dessous du coefficient

de sécurité

8 Cliquez sur pour créer le tracé.

et entrez 1.

Inspectez le modèle pour rechercher les zones non sûres en rouge. Vous pouvez remarquer que le tracé n’a rien en couleur rouge, ce qui signifie que tous les points sont sûrs.

Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation 1-9

Leçon 1 : Fonctionnalités de base de SolidWorks Simulation

Quel est le degré de sécurité de la conception ?

1 Cliquez à l’aide du bouton droit de la

souris sur le dossier Résultats et sélectionnez Définir un tracé de

coefficient de sécurité.

L’assistant Coefficient de sécurité

Etape 1 sur 3

PropertyManager

apparaît.

2 Dans la liste Critère, sélectionnez

Contrainte de von Mises max.

3 Cliquez sur Suivant.

L’assistant Coefficient de sécurité

Etape 2 sur 3

PropertyManager

apparaît.

4 Cliquez sur Suivant.

L’assistant Coefficient de sécurité Etape 3 sur 3 PropertyManager apparaît.

5 Sous Tracé des résultats, cliquez sur Distribution du coefficient de sécurité. 6 Cliquez sur .

Le tracé généré indique la distribution du coefficient de sécurité. Le plus petit coefficient de sécurité est d’environ 6,4.

Remarque :

Un coefficient de sécurité de 1,0 à un emplacement signifie que le matériau est juste à la limite élastique. Un coefficient de 2,0 signifie par exemple que la conception est sûre à cet emplacement et que le matériau atteindra sa limite élastique en doublant les charges.

Enregistrement de tous les tracés générés

1 Cliquez à l’aide du bouton droit de la souris sur l’icône Ma première étude

et cliquez sur

Enregistrer tous les tracés au format JPEG.

La boîte de dialogue Rechercher au dossier s’affiche.

2 Parcourez les dossiers jusqu’au répertoire où vous souhaitez enregistrer tous les

tracés de résultats.

3 Cliquez sur OK.

1-10 Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation

Génération d’un rapport d’étude

L’utilitaire Rapport permet de documenter rapidement et systématiquement votre travail pour chaque étude. Le programme génère des rapports structurés prêts pour l’Internet (fichiers HTML) et des documents Word décrivant tous les aspects de l’étude.

1 Cliquez sur Simulation, Rapport dans le menu principal de SolidWorks,

en haut de l’écran. La boîte de dialogue Options de rapport

apparaît. La section Paramètres de format du rapport

vous permet de sélectionner un style de rapport et de choisir les sections à inclure dans le rapport généré. Vous pouvez exclure certaines des sections en les déplaçant du champ

Sections incluses dans le champ Sections disponibles

2 Vous pouvez personnaliser toutes les sections

de rapport. Par exemple, sélectionnez la section

Page de couverture sous Sections incluses

et remplissez les champs Nom, Logo, Auteur et Société. Les formats acceptables pour les fichiers de logo sont Fichiers JPEG (*.jpg), Fichiers GIF

(*.gif)

ou Fichiers Bitmap (*.bmp).

Leçon 1 : Fonctionnalités de base de SolidWorks Simulation

3 Sélectionnez Conclusion dans la liste Sections incluses et entrez une conclusion

de votre étude dans la case Commentaires.

4 Cochez la case Voir rapport après publication et l’option Word. 5 Cliquez sur Publier.

Le rapport s’ouvre dans votre document Word. Le programme crée aussi une icône dans le dossier Rapport de l’arbre

SolidWorks Simulation Manager. Pour modifier une section quelconque du rapport, cliquez à l’aide du bouton droit

de la souris sur l’icône de rapport et cliquez sur

Modifier la définition. Modifiez la

section avant de cliquer sur OK pour remplacer le rapport existant.

Etape 8 : Enregistrement de votre travail et sortie de SolidWorks

1 Cliquez sur dans la barre d’outils Standard ou cliquez sur Fichier, Enregistrer. 2 Cliquez sur Fichier, Quitter dans le menu principal.

Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation 1-11

Leçon 1 : Fonctionnalités de base de SolidWorks Simulation

Evaluation de 5 minutes

1 Comment démarrer une session SolidWorks Simulation ?

_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________

2 Que faire si le menu SolidWorks Simulation ne se trouve pas sur la barre de menus de

SolidWorks ?

_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________

3 Quels types de documents SolidWorks Simulation peut-il analyser ? ______________

______________________________________________________________________

4 Pourquoi l’analyse est-elle importante ? _____________________________________

______________________________________________________________________

5 Pourquoi l’analyse est-elle importante ? _____________________________________

_____________________________________________________________________

6 Qu’est-ce qu’une étude d’analyse ? _________________________________________

_____________________________________________________________________

7 Quels types d’analyse pouvez-vous effectuer dans SolidWorks Simulation ?_________

_____________________________________________________________________

8 Que calcule l’analyse statique ? ____________________________________________

_____________________________________________________________________

9 Qu’est-ce qu’une contrainte ?______________________________________________

_____________________________________________________________________

10 Quelles sont les étapes principales de l’accomplissement d’une analyse ? ___________

_____________________________________________________________________

11 Comment peut-on modifier le matériau d’une pièce ?___________________________

_____________________________________________________________________

12 L’assistance pour le contrôle de conception indique un coefficient de sécurité de 0,8 à

certains emplacements. Votre conception est-elle sûre ? _________________________ _____________________________________________________________________

1-12 Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation

Leçon 1 : Fonctionnalités de base de SolidWorks Simulation

Face fixe

L=10 pouces

Force de 100 lb

w=1 pouce

h=1 pouce

section transversale

Face fixe

L=10 pouces

Force de 100 lb

section transversale

w=1 pouce

h=1 pouce

Theory

4FL

Ewh

-------------=

ErrorPercentage

Theory

COSMOS

–

Theory

-------------------------------------------------------

⎝⎠

⎛⎞

100=

Projets – Déflexion d’une poutre sous l’effet d’une force à l’extrémité

Certains problèmes simples ont des réponses exactes. Un de ces problèmes est une poutre chargée par une force à son extrémité comme indiqué sur la figure. Nous allons utiliser SolidWorks Simulation pour résoudre ce problème et comparer ses résultats à la solution exacte.

Tâches

1 Ouvrez le fichier

Front_Cantilever.sldprt dans le dossier Examples du répertoire d’installation de SolidWorks Simulation.

2 Mesurez la largeur, la hauteur et la

longueur du levier.

3 Enregistrez la pièce sous un autre nom. 4 Créez une étude Statique. 5 Affectez le matériau Acier allié à la pièce.

Quelle est la valeur du module élastique en psi ?

Réponse : __________________________

6 Fixez une des faces d’extrémité du levier. 7 Appliquez une force vers le bas au bord

supérieur de l’autre extrémité avec une amplitude de 100 lb.

8 Maillez la pièce et exécutez l’analyse. 9 Tracez le déplacement dans la direction Y. Quel est le déplacement Y maximal

à l’extrémité libre du levier ?

Réponse : ___________________________

10 Calculez le déplacement vertical théorique à l’extrémité libre par la formule suivante :

où F est la force, L la longueur de la poutre, E le module d’élasticité, w et h respectivement la largeur et la hauteur de la poutre.

Réponse : ____________________________

____________________________________

11 Calculez l’erreur de déplacement vertical par la formule suivante :

Réponse : _____________________________

_____________________________________

Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation 1-13

Leçon 1 : Fonctionnalités de base de SolidWorks Simulation

Leçon 1 Feuille de vocabulaire

Nom : _____________________________ Classe : _________Date :_______________

Remplissez les blancs avec les mots appropriés.

1 La séquence de création d’un modèle dans SolidW orks, de fabrication d’un prototype et

de test de celui-ci : ________________

2 Un scénario d’hypothèse de type d’analyse, de matériaux, de déplacements imposés et

de charges : _________

3 Méthode utilisée par SolidWorks Simulation pour effectuer l’analyse : _____________ 4 Type d’étude calculant les déplacements, déformations et contraintes : ___________ 5 Procédure de division du modèle en petits éléments : __________ 6 Petits morceaux de forme simple créés durant le maillage : ___________ 7 Les éléments partagent des points communs appelés : _________ 8 La force agissant sur une surface divisée par cette surface : __________ 9 L’effondrement soudain de modèles minces suite à des charges de compression

axiales : _________

10 Etude calculant la température atteinte par des modèles : ____________ 11 Nombre donnant une description générale de l’état de contrainte : ______________ 12 Contraintes normales sur des plans où les contraintes de cisaillement disparaissent :

__________________

13 Fréquences auxquelles un corps tend à vibrer : _____________________ 14 Type d’analyse pouvant vous aider à éviter les résonances : __________________

1-14 Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation

Questionnaire Leçon 1

Nom : _____________________________ Classe : _________Date :_______________

Instructions : Répondez à chaque question en écrivant la ou les réponses correctes dans l’espace prévu.

1 Vous essayez vos conceptions en créant une étude. Qu’est-ce qu’une étude ? ________

_____________________________________________________________________

2 Quels types d’analyse pouvez-vous effectuer dans SolidWorks Simulation ? ________

_____________________________________________________________________

3 Après obtention des résultats d’une étude, vous avez modifié le matériau, les charges ou

les déplacements imposés. Faut-il refaire le maillage ?__________________________

_____________________________________________________________________

4 Après le maillage d’une étude, vous avez modifié la géométrie. Faut-il refaire le

maillage du modèle ? ____________________________________________________

_____________________________________________________________________

Leçon 1 : Fonctionnalités de base de SolidWorks Simulation

5 Comment créer une étude statique ?_________________________________________

_____________________________________________________________________

6 Qu’est-ce qu’un maillage ? _______________________________________________

_____________________________________________________________________

7 Dans un assemblage, combien d’icônes doit-on voir dans le dossier Solides ? _____

_____________________________________________________________________

Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation 1-15

Leçon 1 : Fonctionnalités de base de SolidWorks Simulation

1-16 Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation

Leçon 2 : Méthodes adaptatives dans SolidWorks Simulation

Leçon 2 : Méthodes adaptatives dans

SolidWorks Simulation

Après cette leçon, vous pourrez (a) utiliser des méthodes adaptatives pour améliorer l’exactitude des résultats et (b) appliquer des déplacements imposés de symétrie pour analyser un quart de votre modèle d’origine.

Vous allez calculer les contraintes d’une plaque carrée de 20 po x 20 po x 1 po comportant un trou de rayon de 1 po au centre. La plaque est soumise à une pression en traction de 100 psi.

Vous allez comparer la concentration des contraintes sur le trou avec des résultats théoriques connus.

Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation 2-17

Leçon 2 : Méthodes adaptatives dans SolidWorks Simulation

Exercice d’apprentissage actif — Partie 1

Utilisez SolidWorks Simulation pour effectuer l’analyse statique sur la pièce Plate-with-hole.SLDPRT (Plaque à trou) présentée à droite.

Vous allez calculer les contraintes d’une plaque carrée de 20 po x 20 po x 1 po comportant un trou de rayon de 1 po au centre. La plaque est soumise à une pression en traction de 100 psi.

Vous allez comparer la concentration des contraintes sur le trou avec des résultats théoriques connus.

Les instructions pas à pas sont données ci-dessous.

Création d’un répertoire Simulationtemp

Nous vous recommandons d’enregistrer le dossier SolidWorks Simulation Education Examples dans un répertoire temporaire pour conserver l’original

qui permettra de répéter l’exercice.

1 Créez un répertoire temporaire appelé Simulationtemp dans le dossier

Exemples du répertoire d’installation SolidWorks Simulation.

2 Copiez le répertoire SolidWorks Simulation Education Examples dans le

répertoire SimulationTemp.

Ouverture du document Plate-with-hole.SLDPRT

1 Cliquez sur Ouvrir sur la barre d’outils Standard. La boîte de dialogue

Ouvrir apparaît.

2 Naviguez dans les répertoires jusqu’au dossier SimulationTemp du répertoire

d’installation de SolidWorks Simulation.

3 Sélectionnez Plate-with-hole.SLDPRT. 4 Cliquez sur Ouvrir.

La pièce Plate-with-hole.SLDPRT s’ouvre. Remarquez que la pièce comporte deux configurations : (a) Quarter plate

(Quart de plaque) et (b) Whole plate (Plaque entière). Vérifiez que la configuration Whole plate est active.

Remarque :

Les configurations du document sont mentionnées dans l’onglet ConfigurationManager en haut du volet de gauche.

2-18 Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation

Vérification du menu SolidWorks Simulation

Menu SolidWorks Simulation

Si SolidW orks Simulation est installé comme complément, le menu SolidWorks Simulation apparaît sur la barre de menus de SolidWorks. Si ce n’est pas le cas :

1 Cliquez sur Outils, Compléments.

La boîte de dialogue Compléments apparaît.

2 Cochez les cases placées à côté de SolidWorks Simulation.

Si SolidWorks Simulation ne se trouve pas dans la liste, vous devez l’installer.

3 Cliquez sur OK.

Le menu SolidWorks Simulation apparaît dans la barre de menus de SolidWorks.

Définition des unités d’analyse

Avant de démarrer cette leçon, nous allons définir les unités d’analyse.

1 Cliquez sur Simulation, Options.

Leçon 2 : Méthodes adaptatives dans SolidWorks Simulation

2 Cliquez sur l’onglet Options par défaut. 3 Sélectionnez Anglais (IPS) dans Système d’unités et po et psi comme unités

respectives pour la longueur et les contraintes.

4 Cliquez sur .

Etape 1 : Création d’une étude

La première étape de l’analyse est de créer une étude.

1 Cliquez sur Simulation, Etude dans le menu principal de SolidWorks, en haut

de l’écran. Le PropertyManager Etude apparaît.

2 Sous Nom, tapez Whole plate. 3 Sous Type, sélectionnez Statique. 4 Cliquez sur .

SolidWorks Simulation crée un arbre d’études de Simulation sous l’arbre de création FeatureManager.

Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation 2-19

Leçon 2 : Méthodes adaptatives dans SolidWorks Simulation

Etape 2 : Affectation du matériau

Affectation de l’acier allié

1 Dans l’arbre

SolidWorks Simulation Manager, cliquez à l’aide du bouton droit de la souris sur le dossier Plate-with-hole et cliquez sur

Appliquer le matériau à tous les corps

La boîte de dialogue

Matériau apparaît.

2 Procédez comme suit :

a) Développez le

dossier de la bibliothèque

Matériaux SolidWorks. b) Développez la catégorie Acier. c) Sélectionnez Acier allié.

Remarque :

Les propriétés physiques et mécaniques de l’acier allié apparaissent dans le tableau à droite.

3 Cliquez sur OK.

Etape 3 : Application de déplacements imposés

Vous pouvez appliquer des déplacements imposés pour empêcher la rotation hors du plan comme les déplacements libres du corps.

1 Appuyez sur espace pour sélectionner

*Trimétrique sur le menu Orientation.

L ’orientation du modèle est présentée comme sur la figure.

2 Dans l’arbre d’études de Simulation, cliquez à

l’aide du bouton droit de la souris sur le dossier Déplacements imposés puis cliquez sur

Déplacements imposés avancés.

Le PropertyManager

Déplacement imposé

s’affiche.

3 Vérifiez que Type est défini comme Utiliser une

géométrie de référence

2-20 Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation

Leçon 2 : Méthodes adaptatives dans SolidWorks Simulation

4 Dans la zone graphique, sélectionnez les 8 arêtes indiquées sur la figure.

Arête<1> à Arête<8> apparaissent dans la case Faces, arêtes, sommets

pour les déplacements imposés

5 Cliquez à l’intérieur de la case Face, arête, plan, axe de direction, puis

sélectionnez le Plan1 dans l’arbre de création FeatureManager mobile.

6 Sous Translations, sélectionnez Le long du plan selon dir2 . 7 Cliquez sur .

Les déplacements imposés sont appliqués et leurs symboles apparaissent sur les arêtes sélectionnées.

Une icône de déplacement imposé (Déplacement imposé-1) apparaît dans le dossier Déplacements imposés.

De même, suivez les étapes 2 à 7 pour appliquer des déplacements imposés à l’ensemble vertical d’arêtes indiqué sur la figure de façon à limiter le déplacement des 8 arêtes Le long du plan selon

dir1 de

Plan1.

Pour éviter le déplacement du modèle dans la direction globale Z, vous devez définir un déplacement imposé au sommet indiqué sur la figure ci-dessous.

1 Dans l’arbre SolidWorks Simulation Manager,

cliquez à l’aide du bouton droit de la souris sur le dossier Déplacements imposés puis cliquez sur Déplacements imposés avancés.

Le PropertyManager Déplacement imposé s’affiche.

2 Vérifiez que Type est défini comme Utiliser

une géométrie de référence

3 Dans la zone graphique, cliquez sur le sommet

représenté sur la figure. Sommet<1> apparaît dans la case

sommets pour le déplacement imposé

Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation 2-21

Faces, arêtes,

Leçon 2 : Méthodes adaptatives dans SolidWorks Simulation

Face 3

Face 4

Face 1

Face 2

4 Cliquez à l’intérieur de la case Face, arête, plan, axe de direction, puis sélectionnez

le Plan1 dans l’arbre de création FeatureManager mobile.

5 Sous Translations, sélectionnez Normal au plan . 6 Cliquez sur .

Etape 4 : Application d’une pression

Vous appliquez une pression de 100 psi normale aux faces, comme indiqué sur la figure.

1 Dans l’arbre SolidWorks Simulation

Manager, cliquez à l’aide du bouton droit de la souris sur le dossier Forces externes, puis cliquez sur Pression.

Le PropertyManager Pression apparaît.

2 Sous Type, cliquez sur Normal à la face

sélectionnée.

3 Dans la zone graphique, sélectionnez les

quatre faces indiquées sur la figure. Face<1> à Face<4> apparaissent dans

la boîte de liste Faces pour la pression.

4 Vérifiez que les Unités sont définies en Anglais (psi). 5 Dans la case Valeur de la pression , tapez 100. 6 Cochez la case Inverser la direction. 7 Cliquez sur .

SolidWorks Simulation applique la pression normale à la face sélectionnée et l’icône Pression-1 apparaît dans le dossier Forces externes.

Pour masquer les symboles de déplacements imposés et de charges

Dans l’arbre SolidWorks Simulation Manager, cliquez à l’aide du bouton droit de la souris sur le dossier Déplacements imposés ou le dossier Forces externes et cliquez sur

Etape 5 : Maillage du modèle et exécution de l’étude

Le maillage divise votre modèle en plus petits éléments. En fonction des dimensions

Cacher tout.

géométriques du modèle, SolidWorks Simulation suggère une taille d’élément par défaut que vous pouvez changer selon vos besoins.

1 Dans l’arbre SolidWorks Simulation Manager, cliquez à l’aide du bouton droit de

la souris sur l’icône Maillage et cliquez sur Créer le maillage. Le PropertyManager Maillage apparaît.

2 Développez Paramètres de maillage en cochant la case.

Vérifiez que Maillage standard est sélectionné et que Transition automatique n’est pas cochée.

2-22 Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation

Leçon 2 : Méthodes adaptatives dans SolidWorks Simulation

3 Tapez 1,5 (pouces) pour Taille globale et acceptez la Tolérance suggérée par le

programme.

4 Cochez la case Exécuter (résoudre) l’analyse sous Options et cliquez sur .

Remarque :

Pour voir le tracé de maillage, cliquez à l’aide du bouton droit de la souris sur le dossier Maillage

Etape 6 : Visualisation des résultats

Contrainte normale dans la direction X globale.

et sélectionnez Montrer.

1 Cliquez à l’aide du bouton droit de la souris sur le dossier Résultats

et sélectionnez Définir un tracé des contraintes. Le PropertyManager Tracé des contraintes s’affiche.

2 Sous Tracé

a) Sélectionnez SX : Contrainte normale Xdans le champ Composant. b) Sélectionnez psi dans Unités.

3 Cliquez sur .

La contrainte normale dans le tracé de direction X apparaît.

Remarquez la concentration des contraintes dans la zone autour du trou.

Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation 2-23

Leçon 2 : Méthodes adaptatives dans SolidWorks Simulation

σmax k

tD 2r–()

----------------------

⎝⎠

⎛⎞

⋅=

k 3.0 3.13

-----

⎝⎠

⎛⎞

– 3.66

-----

⎝⎠

⎛⎞

1.53

-----

⎝⎠

⎛⎞

–+=

Etape 7 : Vérification des résultats

La contrainte normale maximale σ

pour une plaque de section transversale

max

rectangulaire comportant un trou circulaire est donnée par :

où : D = largeur de la plaque = 20 po r = rayon du trou = 1 po t = épaisseur de la plaque = 1 po P = Force axiale en traction = Pression * (D * t)

La valeur analytique de contrainte normale maximale est σ

= 302,452 psi

max

Le résultat SolidWorks Simulation, sans utiliser de méthode adaptative, est SX = 253,6 psi.

Ce résultat diffère de la solution théorique d’environ 16,1 %. Vous allez bientôt constater que cet écart important est imputable à la grossièreté du maillage.

2-24 Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation

Exercice d’apprentissage actif — Partie 2

Dans la deuxième partie de l’exercice vous allez modéliser un quart de la plaque à l’aide des déplacements imposés de symétrie.

Leçon 2 : Méthodes adaptatives dans SolidWorks Simulation

Remarque :

Les déplacements imposés de symétrie permettent d’analyser une partie du modèle uniquement. Ceci peut faire gagner un temps d’analyse considérable, en particulier sur des modèles de grandes dimensions.

Les conditions de symétrie imposent que la géométrie, les charges, les propriétés des matériaux et les déplacements imposés soient équivalents de part et d’autre du plan de symétrie.

Etape 1 : Activation de la nouvelle configuration

Cliquez sur l’onglet ConfigurationManager .

2 Dans l’arbre ConfigurationManager, double-

cliquez sur l’icône Quarter plate. La configuration

Quarter plate

est activée.

Le modèle de quart de plaque apparaît dans la zone graphique.

Remarque :

Pour accéder à une étude associée à une configuration inactive, cliquez à l’aide du bouton droit de la souris sur son icône et sélectionnez Activer la

configuration SolidWorks

Etape 2 : Création d’une étude

La nouvelle étude créée se base sur la configuration Quarter plate .

1 Cliquez sur Simulation, Etude dans le menu principal de SolidWorks, en haut

de l’écran. Le PropertyManager

2 Sous Nom, tapez Quarter plate. 3 Sous Type, sélectionnez Statique. 4 Cliquez sur .

Etude apparaît.

SolidWorks Simulation crée une arborescence représentative de l’étude dans un onglet situé au bas de l’écran.

Etape 3 : Affectation du matériau

Suivez la procédure décrite dans l’étape 2 de la partie 1 pour affecter le matériau

Acier allié.

Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation 2-25

Leçon 2 : Méthodes adaptatives dans SolidWorks Simulation

Face 1

Face 2

Arête 1

Etape 4 : Application de déplacements imposés

Vous appliquez des déplacements imposés aux faces de symétrie.

1 Utilisez les touches fléchées pour faire pivoter

le modèle comme indiqué sur la figure.

2 Dans l’arbre d’études de Simulation, cliquez à

l’aide du bouton droit de la souris sur le dossier Déplacements imposés puis sélectionnez

Déplacements imposés avancés.

Le PropertyManager Déplacements imposés s’affiche.

3 Réglez le Type sur Symétrie. 4 Dans la zone graphique, cliquez sur la Face 1 et la Face 2 indiquées sur la figure.

Face<1> et Face<2> apparaissent dans la case Faces, arêtes, sommets pour le

déplacement imposé

5 Cliquez sur .

Vous définissez ensuite un déplacement imposé sur l’arête supérieure de la plaque afin d’empêcher tout déplacement dans la direction globale Z.

Pour définir un déplacement imposé sur l’arête supérieure, procédez comme suit :

1 Dans l’arbre SolidWorks Simulation Manager, cliquez à l’aide du bouton droit de

la souris sur le dossier Déplacements imposés et sélectionnez Déplacements

imposés avancés

Réglez le Type sur Utiliser une géométrie de référence.

2 Dans la zone graphique, cliquez sur l’arête supérieure

de la plaque indiquée sur la figure. Arête<1> apparaît dans la case Faces, arêtes,

sommets pour le déplacement imposé

3 Cliquez à l’intérieur de la case Face, arête, plan, axe

de direction

, puis sélectionnez le Plan1 dans l’arbre

de création FeatureManager mobile.

4 Sous Translations, sélectionnez Normal au plan .

Vérifiez que les deux autres composants sont désactivés

5 Cliquez sur .

Après l’application de tous les déplacements imposés, trois éléments : et

(Géométrie de référence-1)

imposés

(Symétrie-1)

apparaissent dans le dossier

Déplacements

2-26 Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation

Etape 5 Application d’une pression

Vous allez appliquer une pression de 100 psi comme indiqué sur la figure ci-dessous :

1 Dans l’arbre SolidWorks Simulation Manager, cliquez

à l’aide du bouton droit de la souris sur le dossier Forces externes et sélectionnez Pression.

Le PropertyManager Pression apparaît.

2 Sous Type, cliquez sur Normal à la face sélectionnée. 3 Dans la zone graphique, sélectionnez la face représentée

sur la figure.

1 Face<1> apparaît dans la boîte de liste Faces pour la

pression

2 Définissez les Unités sur psi. 3 Dans la case Valeur de la pression , tapez 100. 4 Cochez la case Inverser la direction. 5 Cliquez sur .

SolidWorks Simulation applique la pression normale à la face sélectionnée et l’icône Pression-1 apparaît dans le dossier Forces externes.

Leçon 2 : Méthodes adaptatives dans SolidWorks Simulation

Etape 6 Maillage du modèle et exécution de l’analyse

Appliquez les mêmes paramètres de maillage que ceux de la procédure décrite à l’étape 5 de la partie 1, Maillage du modèle et exécution de l’étude à la page 2-7. Exécutez ensuite l’analyse.

Le tracé de maillage est indiqué sur la figure.

Etape 7 Visualisation de la contrainte normale dans la direction X globale

1 Dans l’arbre SolidWorks Simulation Manager, cliquez à l’aide du bouton droit

de la souris sur le dossier Résultats et sélectionnez

des contraintes

2 Dans le PropertyManager Tracé des contraintes, sous Tracé :

Définir un tracé

a) Sélectionnez SX : Contrainte normale X. b) Sélectionnez

psi dans Unités.

3 Sous Déformée sélectionnez Echelle réelle. 4 Sous Propriété :

a) Sélectionnez Associer le tracé avec l’orientation de la vue nommée. b) Sélectionnez

Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation 2-27

*Face dans le menu.

Leçon 2 : Méthodes adaptatives dans SolidWorks Simulation

5 Cliquez sur .

La contrainte normale dans la direction X s’affiche sur la déformée réelle de la plaque.

Etape 8 Vérification des résultats

Pour le quart de modèle, la contrainte normale maximale est de 269,6 psi. Ce résultat est comparable aux résultats concernant la plaque entière.

Ce résultat diffère de la solution théorique d’environ 10,8 %. Comme indiqué dans la conclusion de la partie 1 de cette leçon, vous pourrez remarquer que cet écart est imputable à la grossièreté du maillage de calcul. Vous pouvez améliorer l’exactitude avec une dimension d’éléments plus faible, précisée manuellement ou par les méthodes adaptatives automatiques.

Dans la partie 3 vous allez utiliser la méthode adaptative H pour améliorer l’exactitude.

2-28 Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation

Exercice d’apprentissage actif — Partie 3

Dans la troisième partie de l’exercice, vous allez appliquer la méthode adaptative H pour résoudre le même problème pour la configuration de Quarter plate.

Pour démontrer la puissance de la méthode adaptative H, vous maillez le modèle avec une taille d’élément importante, avant d’observer comment la méthode H modifie la taille d’élément pour améliorer l’exactitude des résultats.

Etape 1 Définition d’une nouvelle étude

Vous allez créer une nouvelle étude en faisant une copie de l’étude précédente.

1 Cliquez à l’aide du bouton droit de la souris sur l’étude

Quarter plate au bas de l’écran et sélectionnez

Dupliquer.

Leçon 2 : Méthodes adaptatives dans SolidWorks Simulation

La boîte de dialogue

2 Dans la case Nom de l’étude, tapez H-adaptive. 3 Sous Configuration à utiliser : sélectionnez Quarter

plate

4 Cliquez sur OK.

Etape 2 Définition des paramètres de l’étude adaptative H

1 Dans l’arbre SolidWorks Simulation Manager, cliquez avec le bouton droit de la souris

Définir le nom de l’étude

s’affiche.

sur l’icône de l’étude H-adaptive, puis sélectionnez Propriétés.

2 Dans l’onglet Options de la boîte de dialogue, sélectionnez FFEPlus sous Solveur. 3 Dans l’onglet Adaptative, sous Méthode adaptative, sélectionnez Méthode

adaptative H

4 Sous Options de la méthode adaptative H,

procédez comme suit : a) Déplacez

jusqu’à 99 %

le curseur Précision souhaitée

. b) Réglez le Nbre maximum de boucles à 5. c) Cochez Grossissement du maillage.

5 Cliquez sur OK.

Remarque :

Lorsque vous dupliquez l’étude, tous les dossiers de l’étude d’origine sont copiés vers la nouvelle étude. T ant que les propriétés de la nouvelle étude restent identiques, vous n’avez pas besoin de redéfinir les propriétés de matériau, charges, déplacements imposés, etc.

Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation 2-29

Leçon 2 : Méthodes adaptatives dans SolidWorks Simulation

Etape 3 : Remaillage du modèle et exécution de l’étude

1 Dans l’arbre SolidWorks Simulation Manager,

cliquez à l’aide du bouton droit de la souris sur l’icône Maillage et cliquez sur Créer le maillage.

Un message d’avertissement apparaît pour signaler que le remaillage supprimera les résultats de l’étude.

2 Cliquez sur OK.

Le PropertyManager Maillage apparaît.

3 Tapez 5,0 (pouces) pour Taille globale et acceptez la Tolérance

suggérée par le programme. Cette valeur importante de taille globale d’élément permet de démontrer l’optimisation

du maillage par la méthode adaptative H pour obtenir des résultats exacts.

4 Cliquez sur . L’image ci-dessus montre le maillage grossier initial. 5 Cliquez à l’aide du bouton droit de la souris sur l’icône Méthode adaptative H

et sélectionnez Exécuter.

Etape 4 : Affichage des résultats

L’application de la méthode adaptative H réduit la taille de maillage d’origine. Remarquez la transition de la taille de maillage d’une maille plus grosse (limites de la plaque) à une maille plus fine à l’emplacement du trou central.

Pour afficher le maillage converti, cliquez à l’aide du bouton droit de la souris sur l’icône Maillage et sélectionnez Montrer.

Affichage des contraintes normales dans la direction X globale

Dans l’arbre SolidWorks Simulation Manager, double-cliquez sur le tracé

(-Normale X-)

du dossier

Résultats

Contraintes2

La valeur analytique de contrainte normale maximale est σ

2-30 Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation

= 302,452 psi

max

Leçon 2 : Méthodes adaptatives dans SolidWorks Simulation

Le résultat de SolidWorks Simulation avec l’application de la méthode adaptative H est SX = 312,4 psi, plus proche de la solution analytique (erreur approximative : 3,2 %).

Remarque :

La précision souhaitée, qui est définie dans les propriétés de l’étude (dans votre cas 99 %) ne signifie pas que les contraintes résultantes respecteront le pourcentage d’erreur maximal (1 %). Dans le cadre de la méthode des éléments finis, les mesures autres que les contraintes permettent d’évaluer l’exactitude de la solution. Nous pouvons cependant en conclure que, lorsque l’algorithme adaptatif optimise le maillage, la solution des contraintes gagne en exactitude.

Etape 9 Visualisation des diagrammes de convergence

1 Dans l’arbre SolidWorks Simulation Manager, cliquez à l’aide du bouton droit de

la souris sur le dossier Résultats et sélectionnez Définir un diagramme de

convergence adaptatif

2 Dans le PropertyManager, cochez toutes les options et cliquez sur .

Le diagramme de convergence de toutes les grandeurs cochées s’affiche.

Remarque :

Pour améliorer encore l’exactitude de la solution, il est possible de poursuivre les itérations de l’adaptivité H en lançant des exécutions subséquentes de l’étude. Chaque exécution subséquente de l’étude utilise le maillage final provenant de la dernière itération de l’exécution précédente comme maillage initial pour la nouvelle exécution. Pour appliquer cette fonction, exécutez une nouvelle fois l’étude Méthode adaptative H.

Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation 2-31

Leçon 2 : Méthodes adaptatives dans SolidWorks Simulation

Evaluation de 5 minutes

1 Si vous modifiez les matériaux, charges ou déplacements imposés, les résultats ne sont

plus valides alors que le maillage le reste, pourquoi ? ___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

2 La modification d’une dimension annule-t-elle la validité du maillage en

cours ?_____________________________________________________________ ___________________________________________________________________

3 Comment activer une configuration ?_____________________________________

___________________________________________________________________

4 Qu’est-ce qu’un mouvement de corps rigide ?______________________________

___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________

5 Qu’est-ce que la méthode adaptative H et quand est-elle utilisée ?______________

___________________________________________________________________

6 Quel est l’avantage de l’utilisation de la méthode adaptative H pour améliorer

l’exactitude par rapport à l’utilisation du contrôle de maillage ? ___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

7 Le nombre d’éléments change-t-il dans les itérations de la méthode adaptative P ?

___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________

2-32 Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation

Leçon 2 : Méthodes adaptatives dans SolidWorks Simulation

Projets – Modélisation du quart de plaque avec un maillage coque

Utilisez le maillage coque pour résoudre le modèle de quart de plaque. Vous allez appliquer le contrôle de maillage pour améliorer l’exactitude des résultats.

Tâches

1 Cliquez sur Insertion, Surface, Surface médiane dans le menu principal de

SolidWorks, en haut de l’écran.

2 Sélectionnez les surfaces avant et arrière de la plaque

comme illustré.

3 Cliquez sur OK. 4 Créez une étude Statique appelée Shells-quarter. 5 Développez le dossier Plate-with-hole, cliquez à

l’aide du bouton droit de la souris sur Corps volumique et sélectionnez

6 Dans l’arbre de création FeatureManager, développez le

Exclure de l’analyse.

dossier Corps volumiques et cachez le corps volumique existant.

7 Définissez une coque de 1 po (formulation mince). Pour cela :

a) Cliquez à l’aide du bouton droit de la souris sur Corps surfacique dans le

dossier Plate-with-hole de l’arbre d’études de Simulation et sélectionnez

Modifier la définition.

b) Dans le PropertyManager Définition des coques, sélectionnez po et tapez 1 pour

Epaisseur de la coque.

c) Cliquez sur .

8 Affectez le matériau Acier allié à la coque. Pour cela :

a) Cliquez à l’aide du bouton droit de la souris sur le dossier Plate-with-hole

et sélectionnez Appliquer le matériau à tout.

b) Développez la bibliothèque Matériaux SolidWorks et sélectionnez

Acier allié dans la catégorie Acier.

c) Sélectionnez

Appliquez les déplacements imposés de symétrie aux deux arêtes indiquées sur la figure.

Appliquer et Fermer.

Remarque :

Pour un maillage coque, il suffit d’imposer le déplacement d’une arête plutôt que de la face.

a) Cliquez à l’aide du bouton droit de la souris sur le dossier Déplacements

imposés puis sélectionnez

b) Dans le champ

déplacement imposé

Faces, arêtes, sommets pour le

, sélectionnez l’arête indiquée sur la

Déplacements imposés avancés.

figure.

c) Dans le champ Face, arête, plan, axe de direction,

sélectionnez Plan3.

d) Appliquez un déplacement imposé à la translation Normal

au plan long du plan selon dir2

et aux rotations Le long du plan selon dir1 et Le

e) Cliquez sur .

Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation 2-33

Leçon 2 : Méthodes adaptatives dans SolidWorks Simulation

10 Utilisez la même procédure pour appliquer un

déplacement imposé de symétrie à l’autre arête indiquée sur la figure. Employez cette fois l’élément Plan2 pour le champ Face, arête, plan, axe de direction.

11 Appliquez une pression de 100 psi à l’arête indiquée sur la

figure. a) Cliquez à l’aide du bouton droit de la souris sur le dossier

Forces externes et sélectionnez Pression.

b) Sous Type, sélectionnez Utiliser une géométrie de

référence

c) Dans le champ Faces, arêtes pour la pression,

sélectionnez l’arête verticale indiquée sur la figure.

d) Dans le champ Face, arête, plan, axe de direction,

sélectionnez l’arête indiquée sur la figure. e) Spécifiez 100 psi dans la boîte de dialogue Valeur de la pression. f) Cliquez sur .

12 Appliquez le contrôle de maillage à l’arête indiquée sur la

figure. L’utilisation d’une taille d’élément plus faible améliore la précision.

a) Dans l’arbre d’études de Simulation, cliquez à l’aide du

bouton droit de la souris sur l’icône Maillage et

sélectionnez Définir un contrôle de maillage. Le

PropertyManager

Contrôle de maillage apparaît.

b) Sélectionnez le bord du trou comme indiqué sur la figure. c) Cliquez sur .

13 Maillez la pièce et exécutez l’analyse.

a) Dans l’arbre d’études de Simulation, cliquez à l’aide du bouton droit de la souris sur

l’icône Maillage et sélectionnez

PropertyManager

Contrôle de maillage apparaît.

Définir un contrôle de maillage. Le

b) Sélectionnez le bord du trou comme indiqué sur la figure. c) Cliquez sur .

2-34 Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation

Leçon 2 : Méthodes adaptatives dans SolidWorks Simulation

ErrorPercentage

Theory

SIMULATION

–

Theory

---------------------------------------------------------------

⎝⎠

⎛⎞

100=

14 Tracez la contrainte dans la direction X. Quelle est la contrainte SX maximale ?

Réponse : _____________________________

15 Calculez l’erreur dans la contrainte SX normale par la formule suivante :

Réponse : _____________________________

______________________________________ ______________________________________

Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation 2-35

Leçon 2 : Méthodes adaptatives dans SolidWorks Simulation

Leçon 2 Feuille de vocabulaire

Nom : _____________________________ Classe : _________Date :_______________

Remplissez les blancs avec les mots appropriés.

1 Une méthode qui améliore les résultats de contrainte en raffinant automatiquement le

maillage dans les régions de concentration de contraintes : _____________________________________________________________________

2 Une méthode améliorant les résultats de contrainte en augmentant l’ordre polynomial :

_____________________________________________________________________

3 Le type de degrés de liberté qu’a un nœud d’un élément tétraédrique :

_____________________________________________________________________

4 Le type de degrés de liberté qu’a un nœud d’un élément de coque :

_____________________________________________________________________

5 Un matériau ayant des propriétés élastiques égales dans toutes les directions :

_____________________________________________________________________

6 Le type de maillage approprié pour les modèles massifs :

_____________________________________________________________________

7 Le type de maillage approprié pour les modèles minces :

_____________________________________________________________________

8 Le type de maillage approprié pour les modèles comportant des pièces minces et

massives : _____________________________________________________________________

2-36 Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation

Questionnaire Leçon 2

Nom : _____________________________ Classe : _________Date :_______________

Instructions : Répondez à chaque question en écrivant la ou les réponses correctes dans l’espace prévu.

1 Combien y a-t-il de nœuds dans les éléments de coque de qualité moyenne et haute ?

_____________________________________________________________________

2 La modification de l’épaisseur d’une coque nécessite-t-elle un remaillage ?

_____________________________________________________________________

3 Qu’est-ce que les méthodes adaptatives et quelle est l’idée de base de leur formulation ?

_____________________________________________________________________

Leçon 2 : Méthodes adaptatives dans SolidWorks Simulation

_____________________________________________________________________

4 Quel est l’avantage de l’utilisation de configurations multiples dans votre étude ?

________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________

5 Comment créer rapidement une étude légèrement différente d’une étude existante ?

_____________________________________________________________________

6 Quand les méthodes adaptatives ne sont pas possibles, que peut-on faire pour améliorer

la confiance dans les résultats ?____________________________________________ _____________________________________________________________________

7 Dans quel ordre le programme calcule-t-il les contraintes, les déplacements et les

déformations ?

_____________________________________________________________________

8 Dans une solution adaptative, quelle est la quantité qui converge le plus rapidement :

déplacement ou contrainte ? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________

Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation 2-37

Leçon 2 : Méthodes adaptatives dans SolidWorks Simulation

2-38 Livret de travail de l’étudiant SolidWorks Simulation

SolidWorks Simulation 2010 Installation Manual [fr]

Specifications and Main Features

Frequently Asked Questions

User Manual