Structural Analysis

MSC Software continues its 50 year long history by consistently developing best-in-class structural analysis tools for all types of engineering applications

Analyses de structures

Il a 50 ans, nous avons créé le premier programme d'analyse structurelle du monde, Nastran. Aujourd'hui MSC Software poursuit sa longue histoire en développant continuellement des outils d'analyse structurelle pour tous types d'applications d'ingénierie.

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Les essais structurels sont devenus une exigence de base pour les ingénieurs dans chaque secteur de l’industrie. Et l'utilisation du calcul par éléments finis pour l'analyse de Structures est devenue tellement courante que seuls les critères de prix d’achat sont considérés par certains décideurs comme prépondérants. Mais pour beaucoup de spécialistes, qu’ils soient ingénieurs calcul, ingénieurs de développement ou responsables de bureau d’étude, prix et coût ne sont pas synonymes. Choisir une solution d'analyse structurelle qui puisse évoluer en fonction de vos besoins, plutôt que de devenir rapidement obsolète, vous conduira à réduire le coût global de possession et vous permettra de faire la différence entre un projet sommairement analysé qui pourra déboucher sur erreur coûteuse, et une réalisation dont vous serez fier.

MSC Software fournit une famille de solutions performante pour l’analyse structurelle qui répond à la fois aux besoins des ingénieurs, des concepteurs et des experts calcul chevronnés. Ces solutions aident les entreprises à relever leurs défis industriels en permettant aux ingénieurs d’avoir une bien meilleure compréhension du comportement de leurs produits grâce aux tests virtuels. Les ingénieurs qui utilisent les solutions d'analyse structurelle de MSC.Software sont à même d'évaluer de nombreuses variantes de conception, ce qui confortera  leur choix de conception pour répondre aux exigences prescrites, avant même que le produit physique ne soit construit. De la pièce unique aux grands systèmes complexes, de la statique linéaire aux problèmes dynamiques fortement non-linéaires,  les possibilités d'analyse structurelle des solutions MSC.Software sont conçues pour évoluer avec votre besoin, optimiser votre coût de possession, et vous accompagner dans la réalisation de vos objectifs.

MSC Software est utilisé dans de nombreuses analyses de structures:
  • Static stress analysis
  • Linear dynamics
  • Nonlinear analysis
  • Multibody dynamics
  • Multiphysics, fluid-structure interaction, thermal-mechanical coupling
  • Multidiscipline
  • Optimization
 
  • Static and dynamic analysis
  • Thermal analysis
  • Advanced material modeling
  • Composite material analysis
  • Superelements
  • DMP, SMP, GPU
  • FEA and MBD Integration
Utilisations Industrielles:
  • Aeronautique et Défense: Contraintes et vibrations sur cellules d’avions, trains d’atterrissage et systèmes de freinage, analyse de structures d‘avions, développement de sous-ensembles et composants, structures en matériaux composites
  • Automobile: résistance, durabilité, bruits et vibrations sur : systèmes de véhicules, caisse en blanc, carrosserie habillée, châssis, transmission, fermetures, systèmes et composants de chauffage/ventilation/climatisation, composants d’habitacle ; collision et sécurité : inflation d’airbag, écrasement de toiture ; acoustique intérieur et extérieur
  • Biens de consommation et Emballage: bruits et vibrations d’outils portatifs, formage de verre, formage thermique, extrusion-gonflage, embouteillage à chaud, analyse de bouteilles remplies de fluides, thermos, ustensiles de cuisine et cuisinière, bruits et vibrations sur articles de sports, résistance et durabilité, matériaux composites
  • Electronique: actionneurs électrothermique-mécaniques, appareils MEMS, soudage, refroidissement de circuits imprimés, moteurs à ultrasons, actionneurs à solénoïdes, tests d’impact et de chute, vibrations, contraintes, fatigue
  • Energie: tuyaux de refroidissement, transformateurs, chauffage par effet Joule, laminages électriques, capacitances, interrupteurs, coupe-circuits; vibrations et acoustique de générateurs; pales d’éoliennes et puissance de transmission, vibrations et acoustique
  • Administrations et marchés publics: écrans acoustiques sur routes, explosions et sécurité d’ouvrages, enquête d’accidents
  • Equipements lourds et Machines : analyse acoustique et de vibrations, cuissons de matériaux composites et d’élastomères, fours, découpage, usinage, laminage…
  • Biomédical: analyse de flux sanguins, poches à fluides, soudage au laser, muscles cardiaques et autres, défibrillateurs, pacemaker, valves artificielles, prothèses, prothèses articulaires, administration de médicaments
  • Construction navale et Transport: transport de fluides et ballottement, enquête d’accidents, explosions sous-marines, soudage à l’arc, bruit de cabine, acoustique extérieur
 
Modélisation avancée pour l’endommagement et la rupture


 
Détails d’un composite par couches pour la simulation de l'impact
 

MSC.Software propose des fonctionnalités pour la modélisation d’un très large spectre de matériaux :

  • Métaux, plastiques, caoutchoucs, mousses, composites, fluides, sols, béton armé, pierre, ...
  • Composites stratifiés avec définitions par pli et empilage
  • Modèles thermo-mécaniques de matériaux pour des simulations multi disciplinaires
  • Modèles d’endommagement et de rupture
  • Propriétés matériaux dépendant du temps, de la fréquence et la température
  • Propriétés matériaux pour la délamination, la propagation des fissures
  • Fluage
  • Propriétés matériau sous forme de tableau
 
Contraintes dans un lit d’hôpital


 
Simulation de laminage

 
Contraintes dans un bras de suspension
 

Les conditions d’utilisation d’un produit et ses exigences fonctionnelles dictent le type d'analyse qui doit être effectuée sur un composant ou un assemblage. Souvent, la résolution d’un tel problème nécessite une méthodologie spécifique pour fournir des résultats précis aves des temps de calcul optimaux. et rapides, et chaque produit aura une exigence structurelle spécifique.

Les principaux types de simulation sont :

  • Analyse linéaire et non linéaire
  • Analyse statique et dynamique
  • Analyse de flambement
  • Régime permanent, transitoire, réponse en fréquence, modal,
  • Analyse acoustique
  • Analyse multiphysique et multidisciplinaire
  • Grande vitesse de déformation, impact
  • Endommagement, rupture, usure

Depuis plus de 40 ans, MSC Software a mis au point et délivré des technologies leaders dans tous ces domaines, dicté par les besoins les plus avancés de l'industrie aéronautique et automobile.

Depuis que les principes fondamentaux de la conception et de l'ingénierie de conception et les principes fondamentaux sont devenus communs à de nombreux secteurs de l’industrie, chacun peut désormais bénéficier des capacités éprouvées des solutions d'analyse de MSC Software.

 
Modèle de caisse en blanc avec 900 millions de degrés de liberté


 
Système d'assemblage de véhicules pour l'acoustique intérieure
 

Les systèmes complexes et les ensembles structurels de grande taille nécessitent des fonctionnalités spécifiques pour une simulation efficace et précise. MSC.Software propose des solutions industrielles éprouvées, une technologie haute performance et des méthodologies pour la modélisation correcte et efficace de ces types de modèles. Il s'agit notamment de :

  • Techniques de modélisation de liaisons soudées, collées et boulonnées liaisons soudés, collés, ainsi que des liaisons articulées
  • ACMS (Automated Component Mode Synthesis) : système automatisé de synthèse modale pour des grands assemblages
  • Super élements externes pour utilisation dans le processus d'assemblage Les superelements permettre un partitionnement logique d'un véhicule complet et la réutilisation des informations issues des composants, contribuant à réduire les temps de résolution
  • Simulation de contact 3D pour tenir compte des interactions complexes d'assemblage

Basé sur plus de 40 ans d'expérience dans la résolution de problèmes industriels, MSC.Software a développé et mis en œuvre pour ses solveurs certaines des techniques de résolution les plus efficaces et précises. Ces solveurs peuvent tirer avantages des plateformes parallélisées de calcul haute performance utilisant la mémoire partagée (SMP) et distribuée (DMP), pour aider à résoudre certains des problèmes les plus importants et les plus complexes des systèmes structurels existants.

 
Rapport automatisé


 
Maillage structurel éléments finis
 

MSC.Software propose un ensemble complet d’outils de modélisation et calcul qui permet aux ingénieurs, concepteurs, analystes de réaliser le processus d'analyse de la CAO au rapport de calcul.

Les principales fonctionnalités sont:

  • Modélisation et calcul Eléments Finis autonome ou intégrée à la CAO

    Importation de nombreux formats CAO et accès CAO natif
  • Edition et création de la géométrie
  • Extraction de la surface moyenne et nettoyage de la géométrie
  • Outils de maillage avancé sur des solides et coques et support des éléments d’ordre linéaire et supérieur et de topologie hexaèdre, tétraèdre, quadrangle, triangle et poutre
  • Contacts 3D
  • Modélisation de matériaux multicouches
  • Nombreux outils de création et d'attribution des charges et des conditions aux limites de configuration
  • Préparation du calcul et soumissions des jobs
  • Graphiques et animations des déformations structurelles, contraintes, déformations, critères de rupture sur scalaires et vectorielles
  • Macro et création de modèles pour l’automatisation du calcul et des rapports
 
Optimisation topologique


 
Stochastique
 

Lors des étapes de conception et de développement produits, le but est d'identifier la meilleure conception pour répondre à un certain nombre d'exigences différentes. Cela nécessite d’identifier les scenarios de conception possibles, puis de développer le meilleur design. MSC propose des solutions pour aider à l'amélioration de la conception grâce à différentes méthodes d’optimisation :

  • la forme
  • la taille
  • la topologie
  • la topographie
  • la topométrie
 
Intégration structure – cinématique pour l'analyse vibratoire


 
Intégration structure – cinématique pour l'analyse de durabilité

 
Amerrissage d’un avion avec airbags
 

Mettre en place des conditions de chargement et des conditions aux limites corrects pour une réaliser une simulation numérique peut être difficile. La qualité du résultat d'une simulation est directement liée à la qualité des données d’entrée. Quand il est difficile d'obtenir des bonnes valeurs de charges et de conditions aux limites, il est souvent préférable de s'appuyer sur d'autres simulations pour générer cette information. C'est là que la simulation multidisciplinaire, couplée et en chaîne, peut à la fois simplifier le processus de réutilisation des données de simulation, et améliorer la fidélité de simulation globale, ce qui accroîtra la qualité de la simulation et la confiance vis-à-vis des résultats obtenus. Voici quelques exemples démontrant comment les solutions MSC.Software peuvent améliorer vos capacités de simulation:

  • Intégration structure – cinématique
    • Améliorer la qualité de la simulation en fournissant des données plus précises obtenues lors du chargement d'une simulation dynamique multicorps - Châssis et suspension des charges appliquées à la structure du véhicule (aéronefs, automobiles, machines industrielles, ...)
    • Fournir des prévisions de contraintes plus efficaces en utilisant des corps déformables dans une simulation de dynamique multi-corps; fatigue structure d’un véhicule ou d’un fuselage, durabilité d’une tête de lecture sur un disque dur d’ordinateur, ...
  • Coupler analyse thermique et structurelle peut donner des résultats plus précis des contraintes lors de la prise en compte simultanée des charges thermiques et des charges structurelles - frottement combiné et pression de chargement de disque de frein et le rotor
  • Interaction Fluide-Structure (Fluid Structure Interaction) – solution couplée qui offre des simulations plus précises du comportement du du fluide lorsque la structure déformée est prise en compte, et la structure et le chargement sont plus correctement appliqué sur les surfaces en contact - l'aquaplaning des pneus, le déploiement de coussins gonflables, le flux sanguin dans une valve artificielle
  • Chaîner des simulations structurelles pour fournir une analyse plus précise par exemple en appliquant préchargements/précontraintes- avant la simulation : pale de moteurs d'avion - analyse modale de moteurs automobiles
 
Processus reproductible pour simulation de chargement de bouteilles


 
Portail de simulation pour la gestion et le suivi des processus de simulation, l'historique et les données
 

En plus d'être capable de simuler le comportement des structures en utilisant l’analyse Eléments Finis, de nombreux ingénieurs et responsables souhaitent assurer la répétabilité du processus de simulation, pour obtenir un degré élevé de confiance vis-à-vis des résultats, permettre l'amélioration des processus, confirmer des choix de conception et raccourcir les temps de développement produit. MSC.Software fournit des solutions pour aider à la capture, la modification et à la gestion de vos processus et des données.

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