Dynamique rapide explicite

explicit dynamics

Nombre de situations réelles dans le domaine de l’ingénierie impliquent la mise en œuvre de fortes charges appliquées sur des intervalles de temps très courts. Bien que l'essai soit crucial pour analyser ces types de scénarios de chargement, il peut être coûteux voire économiquement impossible d'effectuer des tests physiques - on ne peut par exemple pas construire un pétrolier et le faire échouer pour vérifier les déversements de pétrole. En outre, les données issues d'un test physique unique peuvent être insuffisantes et les industriels ne peuvent pas se permettre de mener plusieurs essais pour obtenir des informations plus précises sur la tenue structurelle de leur produit.

MSC propose des solutions de dynamique rapide explicite qui permettent de simuler le comportement de produits, que ce soit de petits composants ou de très grands assemblages, soumis à des événements tels qu’une chute, un impact balistique, de fortes vibrations, ou une explosion. Les solutions de MSC.Software permettent d’optimiser votre conception pour qu’elle résiste à ces événements. Des fonctions multi-physiques intégrées, telles que l'interaction fluide-structure, permettent de simuler avec précision et efficacité des phénomènes de dynamique rapide correspondant à un large éventail de situations industrielles.

Les fonctionnalités clés qui vous aideront à tirer bénéfice de cette technologie comprennent:

wheel drop test
Test de choc d’une roue

deep drawing
Emboutissage

Une bibliothèque étendue de matériaux non linéaires

Dans le cas d’un crash ou d’un impact, les structures sont amenées à supporter de grandes déformations jusqu’à atteindre la rupture. Ce qui implique que la modélisation des matériaux non-linéaires, incluant le comportement à la rupture, est cruciale pour la précision de la simulation. Les solutions MSC proposent un large choix de modèles de comportement matériau tels que métaux, sols, béton, matériaux composites, plastiques, mousses, tissus, etc. Comme les mécanismes de rupture sont propres à chaque matériau, MSC.Software met à votre disposition plusieurs modèles industriels éprouvés basés sur des fondements théoriques solides. MD.Nastran offre des capacités uniques pour prédire la rupture de composites grâce à des modèles d’endommagement micromécanique qui peuvent s’avérer bien plus précis que des modèles traditionnels d’endommagement macromécanique.

grinding mill
Broyeur

vehicle crash
Crash test d’un véhicule

Une facilité et une souplesse de mise en œuvre d'analyse de contacts

L'interaction entre de multiples structures fait partie intégrale de la plupart des problèmes non linéaires. Comme les déformations de structures sont généralement importantes en cas d’écrasement ou de crash, des phénomènes d’auto-contact liés au pliage ou à l’endommagement peuvent survenir. Ces phénomènes sont gérés automatiquement lors de la prise en compte de l’endommagement et de la rupture du matériau. La facilité de mise en œuvre des contacts permet aussi d'économiser un temps considérable au cours de pré-traitement.

airbag
Déploiement d’airbag

smooth particle hydrodynamics
Illustration de la méthode SPH (Smooth particle hydrodynamics)

La performance et la robustesse des méthodes numériques

Dans le cas d’événements de courte durée, transitoires, comme l'écrasement et le crash, la taille des éléments et le pas de temps doivent être beaucoup plus petits pour capturer les modes d'ordre supérieur de façon efficace, ce qui conduit à des modèles très importants. Les méthodes de calcul explicites sont bien adaptées pour les modèles avec plusieurs centaines de milliers d'éléments comportant des non-linéarités importantes.

Les capacités de traitement parallèle des solutions MSC.Software vous permettent de mettre à profit la performance d’ordinateurs multi-core moins coûteux que de gros serveurs, afin de tirer le meilleur parti de vos investissements logiciels. Utilisant le MPI (Message Passing Interface) pour communiquer entre plusieurs processeurs qui peuvent être sur des systèmes à mémoire partagée ou répartie, notre technologie vous aide à effectuer vos tests virtuels rapidement

aircraft crashworthiness
Résistance au crash d’un avion

sloshing analysis performance data
Données de performances de simulation de ballottement

Interaction fluide-structure (Fluid-Structure Interaction FSI)

L'objectif de la modélisation des fluides dans une analyse de structures est de prendre en compte l'influence des pressions du fluide sur la structure et d’améliorer la prédiction des réponses structurelles. Les structures sont généralement modélisées en utilisant un modèle lagrangien où le matériau est représenté par un maillage éléments finis. D'autre part, les fluides sont modélisés en utilisant un modèle eulérien avec le matériau indépendant du maillage, sous frome d’écoulement au travers des mailles. Les deux schémas Lagrangien et Eulérien sont nécessaires en raison de l’interaction des structures avec le fluide.

Lorsque les fluides et les structures doivent être modélisés en une seule analyse, l'enjeu réside dans l'exécution de ces différents modèles en un seul calcul. Ceci est accompli grâce à un algorithme de couplage automatique, où deux maillages - un pour la structure et l'autre pour les fluides - coexistent. Une surface de couplage est créée entre ces deux domaines. Cette surface agit comme une limite à l'écoulement de la matière en maillage eulérien, tout en permettant le transfert des contraintes au maillage structurel lagrangien, l'amenant à se déformer.

Avec des possibilités qui incluent fluides, gaz, et explosion en plus des matériaux fortement non linéaires, les industriels peuvent simuler des modèles complexes comme les airbags, le ballottement de réservoirs de liquide, l'aquaplanning, les explosions sous-marines, le remplissage de bouteille, etc.

fuel tank compression crash test
Bibliothèque complète de matériaux non linéaires
 airplane fuselage crash
Facilité et souplesse pour la mise en œuvre d'analyse de contacts
 airbag deployment
Performance et robustesse des méthodes numériques

Applications industrielles:
  • Aérospatial et Défense: collision avec des oiseaux, perte d’aube, retenue d’aubes, amerrissages forcés, impact de balles, explosions, résistance à l’écrasement, conception et sécurité de sièges
  • Automobile:collisions, déploiement d’airbag, claquement de portes/capots, contact pneu/chaussée, aquaplanage, ballottement de carburant
  • Emballage: test de chute, ballottement de fluides, remplissage de bouteilles, écrasement de boîtes métalliques/contenants
  • Electronique: test de chute, résistance aux chocs (transports)
  • Energie: stabilité de pales d’éoliennes, impact d’oiseaux, facilité de stockage, prévention d’explosions, explosions sous-marines, ballottement de fluides, transports de déchets nucléaires (castors), impacts sur des tuyau
  • Administrations et marchés publics : sécurité et défense, études sismiques
  • Equipements lourds/Machines spéciales: pannes d’engrenages, collisions et impacts, broyeurs (secteur minier)
  • Biomédical: sécurité des matériels, contenants de fluides, test de chute et d’impact
  • Construction navale: explosion sous-marine, collision
  • Transports : sécurité et collisions, transports de fluides
Produits annexes: MD Nastran, Dytran, Patran, SimXpert, SimDesigner, FluidConnection
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