Design Optimization

Optimize your designs for performance and efficiency early in the product development cycle, and reduce material waste

Amélioration et Optimisation de la conception

Optimiser la performance et l'efficacité de vos conceptions tôt dans le cycle de développement pour réduire les déchets matériaux.

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Pour mieux concevoir et développer leurs produits les ingénieurs doivent envisager de faire des compromis entre différents attributs relevant du coût, du poids, de la fabricabilité, de la qualité et des performances. En réalité, le modèle « optimal » est le plus souvent celui qui répond  au mieux à ces différents critères. Or, il est particulièrement difficile de comprendre l’impact qu’auront les décisions prises par un concepteur sur l’ensemble des attributs. Les ingénieurs doivent relever ce défi complexe : comment parvenir au meilleur modèle, en faisant les compromis les plus judicieux sans sacrifier les attributs critiques tels que la sécurité ?

Les solutions proposées par MSC.Software pour l’amélioration et l’optimisation de modèles comprennent  l’optimisation de forme, de dimensionnement et topologique des pièces et systèmes mécaniques. Ces fonctionnalités sont intégrées au solveur  MD Nastran,  ce qui permet également d’optimiser simultanément différents besoins et disciplines (optimisation multi-discipline)

MSC fournit également des outils permettant d’effectuer des études de sensibilité, d’explorer la variabilité, de révéler des interactions cachées des paramètres, et fournir une vue globale de l’espace variationnel.  Tous ces outils, y compris MSC.Insight, travaillent  avec la majorité des outils de calculs MSC, comme MSC.Nastran, Patran, Adams, Marc etEASY5.

Enfin, MSC fournit des fonctionnalités exclusives pour la gestion des modèles, et de l’ensemble des itérations et des résultats générés qui lui sont associés. MSC.SimManager fournit une plateforme pour l’optimisation  et la gestion des processus de simulation, cette plateforme peut être connectée  à n’importe quel outil, qu’il soit du commerce ou développé en interne, et elle peut également fonctionner avec des logiciels tierce-partie d’optimisation et d’amélioration de modèles, qui permettront d’élargir les capacités d’exploration d’espaces variationnels complexes.

MSC Software est utilisé pour l'optimisation de nombreuses conceptions:
  • Super-élément externe automatisé
  • Optimisation (AESO)
  • Bead Design of thin structures using Optimisation de la topographie
  • Plan d'experience (DOE) et Conservative Discrete Design (CDD)
  • Equivalent Static Loads Approach
  • Optional externally calculated responses
  • Fully Stressed Design
  • Inclure les contraintes de fabrication lors de l'optimisation
  • Model multiple models across multiple analysis disciplines simultaneously
 
  • Nonlinear Response Optimization
  • Optimal thickness distribution using Topometry/Free-Size Optimization
  • Optimize for the linear and nonlinear domain
  • Optimize model parameters, such as material properties and geometric dimensions
  • Parametric Design and Analysis
  • Reduce high stress concentrations with shape optimization
  • Specialized optimization for Composites
  • Stochastic Studies

 

 

 

Optimisation topologique


 

Optimisation de forme d’une poutre
 

 

MSC apporte des solutions éprouvées pour l’optimisation de la conception de composants et de systèmes. Les solutions d’optimisation de MD Nastran, se répartissent entre trois grandes catégories – dimensionnement, forme et optimisation topologique, qui dépendent des méthodes utilisées pour atteindre le modèle idéal. En débutant par un point prédéfini, puis en cherchant dans l’espace variationnel, on obtient une solution optimale qui répond favorablement aux différentes contraintes ayant une influence sur le comportement de la structure. Il est également possible d’inclure comme variable dans une optimisation, des facteurs comme les propriétés matériaux avancées de composites. MSC offre également des moyens avancés d’optimisation de forme et de dimensionnement, appelés topographie et topométrie, permettant respectivement de contrôler très précisément l’épaisseur matériau et la géométrie comme variables de dimensionnement. Pour les fonctions de réponse et les contraintes qui concernent des disciplines multiples, les utilisateurs n’ont pas besoin de réaliser une étude d’optimisation par discipline. Il est possible de combiner l’ensemble de ces disciplines dans un seul calcul. Les utilisateurs gagnent en efficacité et obtiennent de meilleures optimisations.

 

 

Il est souvent préférable de chercher à créer le meilleur modèle possible, et non pas un modèle optimal ; autrement dit, un bon compromis entre les besoins et  la robustesse. Dans cette situation, les techniques telles que DOE (Design of Experiment) ou Monte-Carlo (Stochastique) sont de précieux atouts. MSC propose des outils qui permettent aux utilisateurs de mettre en place le lancement de calculs multiples basés sur des modèles multiples de simulation, et même sur différentes disciplines ; il est même possible d’intégrer des variables discrètes. La méthode RSM (Response Surface Method) est appliquée aux résultats afin de créer un modèle approximatif représentant le comportement attendu  pour un large espace variationnel. Une fois ces modèles générés il devient simple d’élaborer des études de scénarios et de trouver des solutions de compromis.

 

Les études d’optimisation et d’amélioration de modèles sont souvent complexes. Elles nécessitent une intégration avec des applicatifs tierces qui peuvent fournir des fonctionnalités évoluées pour prendre en charge, par exemple, des concepts de modélisation multiples ou d’autres techniques d’optimisation spécialisées et d’amélioration de modélisation. Ces types d’études génèrent également une grande quantité de données de simulation et de résultats associés à des centaines, voire des milliers de variables et de modèles de simulation dont il faut assurer le suivi et la gestion.

MSC propose des solutions qui s’interfacent avec d’autres applications, offrant des fonctionnalités qui permettent de gérer une partie ou un processus dans son ensemble, selon les besoins spécifiques du client. De même, les solutions de gestion des processus et des données de simulation de MSC sont les seules à assurer le suivi et la gestion d’un processus  complet de simulations, garantissant qu’aucune donnée pertinente ne soit perdue et que les configurations d’un modèle restent aisément identifiables.

 

 

Applications industrielles :

Aérospatial & Défense: structures d’ailes et de fuselages, trains d’atterrissage, conception de pales d’hélicoptère, portes, panneaux solaires pour satellites

Automobile: réduction de poids de véhicules et de composants, séparation des modes de vibration, absorption maximale d’énergie en cas de chocs, optimisation des raideurs d’articulation pour différentes manœuvres et différents profils routiers, optimisation de conception de suspensions

Produits de consommation: articles de sport, emballage, cadres de vélo

Energie: pales d’éoliennes, structures offshore de type tubulaires à paroi épaisse, pipelines sous-marins, réservoirs

Administrations et marchés publics: ouvrages en béton, ponts, barrières

Biomédical: stents, matériels hospitaliers (lits, fauteuils roulants), instruments chirurgicaux

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