l`analyse par éléments finis (AEF) pour tous les ingé nieurs

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L’analyse par éléments finis (AEF)
pour tous les ingénieurs
Livre blanc
Siemens PLM Software propose des technologies d’IAO avancées
pour les ingénieurs des PME.
Publié par : Siemens PLM Software. © 2011. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. Tous droits réservés.
Livre blanc | « L’analyse par éléments finis (AEF) pour tous les ingé nieurs »
Sommaire
Ré sumé ................................................................................................ 3
Introduction : l’analyse par éléments finis (AEF) pour tous les
ingé nieurs ............................................................................................ 4
Les dé fis é conomiques actuels des PME ................................................. 5
Pourquoi choisir l’AEF ? ......................................................................... 7
Qu’est-ce que l’analyse par la mé thode é lé ments finis (MEF) ? ............... 8
Où s’intègre la MEF dans le processus de développement ? .................... 9
Solution Siemens PLM Software – Velocity Series ..................................10
Fonctionnalité s et avantages des analyses MEF de Velocity Series .........11
Conclusion ...........................................................................................13
Publié par : Siemens PLM Software. © 2011. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. Tous droits ré servé s.
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Livre blanc | L’analyse par éléments finis (AEF) pour tous les ingé nieurs
Ré sumé
Selon AMR Research, les PME du secteur de l’industrie
(petites et moyennes entreprises des É tats-Unis au
chiffre d’affaires de 7 à 700 millions de dollars)
saisissent l’occasion d’améliorer leurs processus de
conception et de dé veloppement de produits par
le biais d’investissements dans des applications
d’ingénierie assistée par ordinateur (IAO) et d’analyse
par éléments finis (AEF). L’IAO permet de rapprocher
les processus de conception et d’ingénierie : le
prototypage physique est moins né cessaire, et la
duré e des cycles de dé veloppement et les coû ts
induits s’en trouvent considérablement réduits.
La commercialisation des produits est de ce fait plus
rapide, et les besoins des clients mieux satisfaits.
Une collaboration plus é troite entre concepteurs et
ingé nieurs calcul est dé sormais possible : ceux-ci
peuvent travailler de maniè re collaborative sur les
mê mes modè les de conception et commercialiser
plus rapidement des produits de grande qualité .
Velocity Series™, de Siemens PLM Software, offre un
environnement intégré d’ingénierie permettant de
bénéficier des avantages d’un PLM de renommée
mondiale : conception assisté e par ordinateur (CAO),
fabrication assisté e par ordinateur (FAO), gestion des
donné es produits (GDP) et IAO.
Les PME, à l’instar des grandes entreprises, doivent
relever le dé fi consistant à dé velopper leurs produits
le plus rapidement possible, de la conception à la
fabrication, sans compromettre la qualité , ni la
rentabilité . De multiples facteurs doivent ê tre pris
en compte : orientation de la conception vers une
fabricabilité optimale, sé lection des maté riaux,
dimensions, forme, poids, ré sistance, performance
opé rationnelle, longé vité et coû t. Les industriels sont
désormais en mesure d’optimiser ces contraintes tout
en demeurant compé titifs. Velocity Series fournit des
capacité s de simulation é volutives, parmi lesquelles
Solid Edge® Simulation, une solution d’IAO intégrée
pour les ingé nieurs calcul ainsi que Femap®, avec NX™
Nastran, une solution autonome pour les ingé nieurs
calcul dont le travail né cessite des techniques
d’analyse plus poussées.
Il y a vingt ans, les dessinateurs et les utilisateurs de
solutions CAO ne disposaient pas des connaissances,
des qualifications et des outils requis pour analyser les
performances attendues des piè ces dont ils effectuaient
la conception dans leur environnement d’exploitation.
Depuis, d’importants progrès ont été effectués en
matière de simulation numérique et d’intégration des
techniques de CAO et d’IAO. Les outils d’IAO intégrés
aux solutions de CAO permettent une simulation
beaucoup plus tô t dans le cycle de dé veloppement,
dè s la phase de pré -design. La capacité des ingé nieurs
concepteurs à tester virtuellement leur conception en
procé dant à des simulations rapides et aisé es favorise
l’innovation. Il est souvent né cessaire de ré aliser des
analyses plus spé cifiques à un stade ulté rieur du
processus de conception afin de s’assurer que la
performance attendue du modè le dans son
environnement d’exploitation est atteinte. Ceci nécessite
de pouvoir mettre en œuvre d’autres solutions d’analyse.
Les industriels qui emploient les deux mé thodes au
cours du processus de conception sont plus susceptibles
de parvenir à un modè le viable dè s le premier essai,
ce qui permet souvent de limiter les tests physiques
à un seul prototype.
La solution consiste à rapprocher la conception et
l’analyse en utilisant le même modèle de conception,
ce qui permet à la fois au concepteur de procé der
à une simulation dè s la phase de pré -design, ainsi qu’à
l’analyste d’effectuer des études plus approfondies,
et ce afin d’éliminer tout risque de défaillance du produit
final. Ces deux approches sont essentielles pour ré duire
la duré e du cycle conception-analyse et accé lé rer la
commercialisation de produits de qualité supé rieure
pour un coû t global infé rieur.
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Introduction : l’analyse par éléments finis (AEF)
pour tous les ingé nieurs
La modernisation du maté riel et des logiciels
informatiques au cours des deux derniè res dé cennies
ont permis l’intégration efficace de la CAO et de l’IAO
concré tisant ainsi la notion de gestion globale du cycle
de vie des produits. Les mouvements de fusions et
d’acquisitions des grandes entreprises d’ingénierie
associé es à la croissance des entreprises de fabrication
ont largement contribué à exacerber la concurrence.
En conséquence, les PME n’ont eu d’autre choix que
d’investir dans des outils de simulation numérique. Les
entreprises de fabrication de taille moyenne peuvent
désormais utiliser ces outils d’analyse qui n’étaient
auparavant accessibles qu’aux seules grandes entreprises
d’ingénierie : en ré alité , elles ne peuvent mê me plus
se permettre de s’en passer.
Les PME au chiffre d’affaires compris entre 7 et
700 millions de dollars sont aujourd’hui en mesure
de rivaliser avec les grandes entreprises ayant besoin
de ressources plus importantes. Les systè mes de CAO
et d’IAO n’étaient autrefois utilisés que par les grandes
entreprises d’ingénierie capables d’assumer le coût
é levé de possession ou de location de ces logiciels. Les
logiciels de PLM et le maté riel requis pour les mettre
en œuvre sont aujourd’hui plus abordables pour les PME,
et permettent d’obtenir un retour sur investissement
important. Auparavant, les grandes entreprises
d’ingénierie confiaient respectivement les tâ ches de
conception et d’analyse à des ingénieurs concepteurs
et à des spé cialistes de la simulation, employé s à plein
temps, chacun é tant expert incontesté dans son
domaine. Les PME é taient quant à elles contraintes
de recourir à de multiples tâ ches et calculs manuels ,
ainsi qu’à réaliser des prototypes en grand nombre
et à des tests physiques. Aujourd’hui, les ingénieurs
bénéficient d’un meilleur accès aux technologies de
CAO et de simulation, ce qui leur donne toute latitude
pour effectuer des analyses de ré sistance et de fré quence
propre et d’autres analyses basiques, particulièrement
importantes au dé but du processus de conception.
Si la réalisation d’études approfondies continue de
requérir l’intervention d’ingénieurs possédant des
compétences d’analyse spécifiques, tout ingénieur,
quelle que soit la taille de son entreprise, peut dé sormais
accéder, à peu de frais, à des outils d’ingénierie faciles
à utiliser, qu’ils soient intégrés ou associés aux systèmes
de CAO. Aujourd’hui, il dispose même d’une
fonctionnalité supplé mentaire : la gestion complè te
des donné es de conception.
Grâce à l’intégration de l’IAO, les analyses par éléments
finis (AEF) sont possibles au cours du processus de
conception : l’écart entre conception et analyse est
ainsi comblé , ce qui permet de ré duire le nombre
d’itérations dans le processus de développement et de
quasiment supprimer les besoins en prototypes et en
tests physiques. L’AEF permet aux ingénieurs de
procé der à une vé ritable simulation numé rique des
caracté ristiques physiques de leurs modè les, et ce
bien avant la phase de ré alisation des prototypes.
Des sommes colossales peuvent ainsi ê tre é conomisé es
en identifiant les problè mes dè s la phase de conception
plutô t que de constater leur impact lors de la mise en
production.
« Le marché des applications mé caniques,
dans tous les domaines, est enfin entré
dans une phase de croissance stable. Les
outils de gestion des donné es produits
continueront de montrer la voie, tandis
que les outils de CAO et d’IAO connaîtront
é galement une croissance soutenue au
cours des cinq prochaines anné es. »
Laurie Balch, Gartner Group
“Market Trends: Me
Accé lé ration de la mise sur le marché par la validation des modè les au moyen de tests virtuels plutô t que de prototypes physiques.
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Les dé fis é conomiques actuels des PME
Les PME doivent utiliser efficacement leurs ressources
non seulement par souci de rentabilité , mais é galement
pour ré sister à la pression de la concurrence et se
dé velopper. La perte de temps se traduit par une perte
d’argent. L’inefficience engendre des pertes de bénéfices
et d’opportunités. L’utilisation inappropriée du temps
et des ressources aboutit à un gaspillage, dû par exemple
au non-respect des é ché ances, à la non-satisfaction
des besoins des clients ou à des problè mes de qualité ,
de garantie ou à des obligations lé gales.
« Dans un souci constant de disposer
de perspectives financiè res lisibles, les
industriels orientent leurs investissements
informatiques selon trois critè res
commerciaux : la gestion des coû ts,
la croissance progressive et l’innovation. »
Geraldine Cruz, Gartner Group
« Market Trends : Manufacturing, United States, 2004-2005 »
19 novembre 2004
Les PME sont confronté es aux mê mes facteurs
opé rationnels que les grandes entreprises, à savoir
la compression des dé lais de dé veloppement,
la diminution attendue du coû t/prix des produits,
la ré duction des frais fixes et les demandes
d’amélioration de la qualité et d’allongement de
la duré e de vie des produits. Ces facteurs peuvent
avoir un trè s fort impact sur la rentabilité .
« Lors de la conception et du lancement
de nouveaux produits, les PME sont
confronté es à nombre de problè mes
identiques à ceux des grandes entreprises.
Il est rare que les problè mes soient moins
complexes dans une petite entreprise.
Dans bien des cas, ces fabricants sont
engagé s dans des processus spé cifiques
relatifs à des conceptions dont leurs gros
clients ne peuvent prendre en charge la
complexité et la spé cificité . »
Michael Burkett, David O’Brien, AMR Research
UGS Thinks Big About Midmarket PLM
Septembre 2005
La concurrence mondiale et l’externalisation exercent
é galement une pression sur les PME, les contraignant
à continuellement adapter leurs straté gies commerciales.
Les PME impliqué es dans une chaîne
d’approvisionnement constatent l’évolution de la
modification des relations de travail avec les grandes
entreprises, les é quipementiers se dé chargeant sur les
fournisseurs de premier rang de leurs responsabilité s
en matiè re de conception et de garantie. Ceux-ci sont
ainsi contraints d’élaborer leurs propres modèles, de les
analyser eux-mê mes, et par consé quent d’assumer un
travail plus important en moins de temps pour un coû t
é gal ou infé rieur.
5
En 2004, AMR Research a indiqué que le secteur des
PME (le marché des PME-PMI) repré sentait le segment
le plus dynamique du marché du PLM, avec un taux
de croissance attendu de 12 à 16 % pour l’IAO. Tandis
que le nombre de PME augmente dans le monde,
celles-ci investissent massivement dans le PLM
(incluant l’AEF) pour devenir plus compétitives.
La solution consiste à investir dans des systè mes PLM
totalement inté gré s, qui permettent aux concepteurs
et aux ingénieurs de facilement utiliser l’AEF pour les
conceptions de qualité insuffisante, au tout dé but du
processus de conception-analyse.
« Le vé ritable inté rê t de la simulation
dans l’aéronautique, c’est que sans elle,
nous ne pourrions pas faire ce que nous
faisons actuellement. Des programmes
classiques qui s’étalaient auparavant sur
cinq ans sont aujourd’hui réalisés en deux,
voire un an. Nous considé rons la solution
Femap comme très facile à utiliser. C’est
l’une des meilleures du marché . »
Chris Flanigan, Quartus Engineering
www.quartus.com
Modèle d’analyse de SpaceShipOne.
6
Pourquoi choisir l’AEF ?
Depuis plusieurs anné es, les PME ont inté gré la CAO
en tant que facteur essentiel de compé titivité dans
la conception d’un produit. À mesure que les PME
voient leurs responsabilités s’accroître en matière de
conception, d’analyse, de fabrication et de garantie
des produits qu’elles développent, elles se tournent
de plus en plus vers l’AEF ou la Méthode Elements
Finis (MEF) pour pré server leur rentabilité . La phase
de conception-analyse du dé veloppement des produits
est essentielle pour dé terminer si oui ou non les
performances du produit seront satisfaisantes, qu’il
ré pondra aux attentes du client et que le nombre de
ré clamations en garantie sera acceptable. Les clients
attendent en outre une ré duction des dé lais de livraison
des produits. Les PME doivent par consé quent ajouter
la simulation à leurs processus de dé veloppement afin
de remplir leurs engagements en matiè re de qualité
et de dé lai de livraison des produits. L’utilisation de la
simulation en amont du cycle de dé veloppement
aidera les PME à innover davantage, à parvenir plus
rapidement à des conceptions ré alisables et à ré duire
le travail de reprise de la conception et de l’analyse.
Dé velopper plus tô t des conceptions « adé quates pour
la fabrication » et les valider virtuellement par l’analyse
permettra de ré duire le nombre de prototypes physiques
à construire et tester, avec pour consé quence
d’importantes économies de temps et d’argent.
La MEF permet aux PME de tester leurs conceptions
numériquement, et ainsi d’innover davantage,
d’améliorer leurs conceptions et de réduire les risques.
« Je rentabilise l’achat de Femap et NX
Nastran, en é conomisant deux campagnes
de tests de tambour de frein, et je peux
effectuer ensuite de nombreuses autres
é tudes. Ces derniè res nous permettent
d’analyser le comportement des pièces
que nous produisons. Ainsi, nous pouvons
satisfaire nos clients en ré duisant la masse
des produits, les coû ts (un produit plus
lé ger est un produit moins coû teux) et en
amé liorant leurs performances. Nos clients,
les ingé nieurs, considè rent que la MEF doit
ê tre inté gré e à la phase de vé rification de
la conception. »
« Selon le célèbre adage, ‘mesure deux
fois, car tu ne pourras couper qu’une fois’.
Dans l’univers de l’ingénierie mécanique,
nous utilisons Femap avec NX Nastran afin
d’effectuer tous les calculs nécessaires
avant, pour n’effectuer ensuite qu’une fois
le prototype physique. Nous bé né ficions
ainsi d’une réduction des délais de
commercialisation et des coû ts, et sortons
sur le marché des produits plus fiables.
Dé sormais, nous pouvons trouver nos
composants de roue autant au fin fond
de l’Australie que chez le distributeur
du coin, du fait de la mondialisation
du marché . Nous devons concevoir nos
produits avec toujours plus de soin. À cet
é gard, Femap avec NX Nastran nous est
d’un grand secours. »
Modèle par éléments finis d’un assemblage de tambour de frein
Joe Brotherton, Directeur du dé veloppement de produit
KIC Holdings
www.kic-group.com
7
Qu’est-ce que l’analyse par la méthode éléments
finis (MEF) ?
La mé thode é lé ments finis (MEF) est une mé thodologie
d’analyse informatique d’ingénierie qui permet de
déterminer la résistance d’un produit (pièce ou
assemblage) en ré ponse à une charge à laquelle il est
susceptible d’être soumis dans son environnement
d’exploitation. Elle peut également contribuer
à identifier la cause d’une défaillance des pièces.
La MEF simule le comportement d’un composant ou
d’un assemblage réel au moyen d’une représentation
thé orique par modè le mathé matique (ou modè le par
é lé ments finis) comprenant les conditions physiques
(charges et conditions limites) de son environnement
d’exploitation. Le modèle par éléments finis est ensuite
analysé au moyen d’un solveur d’analyse par éléments
finis, qui calcule les donné es reflé tant le comportement
de la conception soumise à des conditions limites, et
peut aider à identifier les faiblesses et les dé faillances
potentielles de la conception.
La MEF permet aux ingé nieurs de mieux appré hender
toutes les caractéristiques d’exploitation et hors
exploitation des produits en fonction de diffé rents
points de vue, comme la forme gé omé trique, les
maté riaux utilisé s, les contraintes physiques et les
conditions de charge. Les caracté ristiques des produits
-contraintes, modes propres (fré quences naturelles de
vibration) charges de flambage, par exemple peuvent
ê tre calculé es et constituent la base permettant de
comprendre la ré action du produit aux contraintes de
l’environnement d’exploitation. D’autres caractéristiques
plus complexes des produits peuvent ê tre dé terminé es
à l’aide de types d’analyses plus sophistiqué s,
comprenant notamment la ré ponse dynamique,
la ré ponse thermique, la ré ponse acoustique, le contact,
la cinématique et d’autres environnements multiphysiques. Ces analyses plus complexes né cessitent
des spé cialistes en calcul disposant de compé tences
d’analyse plus spécialisées et sont généralement
conduites à un stade ulté rieur de la conception
à la place des tests physiques.
8
Où s’intègre la MEF dans le processus de
dé veloppement ?
Aujourd’hui, la MEF s’intègre aussi bien dans le processus
de l’ingénieur-concepteur que dans celui de l’expert
calcul. Au dé but du processus de conception, la MEF
joue un rôle crucial de promotion de l’innovation
grâ ce à ses capacité s de test numé rique. Pour ce faire,
la fonctionnalité de simulation doit ê tre pré senté e
dans un environnement avec lequel l’ingénieurconcepteur est familiarisé , à savoir celui du systè me
de CAO, ce que permet une solution MEF inté gré e.
Outre la facilité d’utilisation, d’autres aspects participent
au rapprochement de la MEF et de la CAO, dont
l’associativité des modèles. Grâce à cette dernière, les
proprié té s analytiques de la conception, telles que la
topologie gé omé trique, les proprié té s des maté riaux,
les conditions de charge et les conditions limites
inhé rentes au modè le CAO, peuvent é galement ê tre
transférées au modèle d’analyse par éléments finis.
Par consé quent, toute modification apporté e au modè le
CAO sera automatiquement ré percuté e et le modè le
d’analyse mis à jour. Par ailleurs, grâce au posttraitement inté gré , les outils de manipulation de la
gé omé trie du systè me CAO peuvent ê tre utilisé s pour
apporter toutes les amé liorations né cessaires au modè le,
simplement et rapidement. Dans le cas de Solid Edge,
la technologie synchrone peut ê tre mise à profit.
En ce qui concerne les simulations dé taillé es plus fines,
une connaissance pointue des analyses de la MEF est
gé né ralement né cessaire, et ce sont des experts du
domaine qui les conduisent. Le logiciel de MEF utilisé
doit procurer une plus grande marge de manœuvre
dans la dé finition du modè le par é lé ments finis et
né cessite une approche plus spé cialisé e. Un accè s aisé
aux donné es CAO reste essentiel. Toutefois, le niveau
plus é levé de fonctionnalité s requis exige gé né ralement
un ensemble d’outils et un environnement plus
spé cifiques, doublés d’un accès à différents types
de solveur en vue de couvrir les types de physiques
applicables.
Les ingé nieurs-concepteurs, qui sont familiarisé s avec
l’IAO, doivent travailler dans l’environnement de CAO
et effectuer toutes les analyses de base au dé but du
cycle de conception afin d’identifier le problème,
d’améliorer la conception même et de déterminer
la meilleure solution sur la base de leur expertise.
L’ingénieur-concepteur peut alors communiquer la
solution de base à l’expert calcul en vue de ré aliser des
é tudes plus approfondies simulant des interactions
physiques plus sophistiquées. L’expert calcul vérifie ou
valide éventuellement l’analyse préliminaire conduite
en amont, mais n’a pas nécessairement à la
recommencer. L’expert calcul a pour mission d’effectuer
des analyses plus poussé es, qui peuvent é ventuellement
concerner le transfert thermique, les fluides, la ré ponse
dynamique, les analyses non liné aires ou la dynamique.
En rè gle gé né rale, on considè re que les ingé nieursconcepteurs actuels peuvent effectuer environ 80 % des
analyses d’ingénierie nécessaires, les 20 % restants
é tant laissé s aux soins des experts calcul, pour
approfondissement.
« L’indépendance de Femap le rend unique.
Il ne privilé gie aucun solveur en particulier
et n’est aligné sur aucun programme de
CAO spé cifique. Il les prend tous en charge.
Et c’est lorsque vous devez créer votre
propre gé omé trie de zé ro que Femap
excelle. Femap est le pré - et postprocesseur d’un ingénieur. Les ingénieurs
font appel à Femap quand ils ont besoin
de ré sultats pré cis et fiables. Femap est
stable et à la pointe de la technologie. »
George Laird, Pré sident, Predictive Engineering
www.predictiveengineering.com
Conception et simulation de sous-marin de plaisance.
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Solution Siemens PLM Software – Velocity Series
L’intérêt porté par Siemens PLM Software à l’IAO et
aux PME du secteur de la fabrication a abouti au le
dé veloppement de Velocity Series, la premiè re offre
pré configuré e et complè te du secteur à associer
la conception numé rique de produits (Solid Edge),
l’analyse (Solid Edge Simulation et Femap avec NX
Nastran), la fabrication (CAM Express) et la gestion de
donné es (Teamcenter® Express) en un module unique
issu d’un seul fournisseur et compatible avec d’autres
géométries CAO et technologies de solveur d’analyse.
En matiè re de simulation, Velocity Series offre une
gamme é volutive de solutions MEF pré sentant deux
niveaux de fonctionnalité s selon les besoins des
utilisateurs finaux.
Solid Edge Simulation est une fonctionnalité de
simulation milieu de gamme inté gré e dans Solid Edge.
Il fournit un environnement intuitif et convivial d’analyse
d’ingénierie qui utilise le solveur standard NX Nastran
pour effectuer diverses analyses (contraintes, modes
propres et flambage) produisant des ré sultats rapides
et pré cis. Solid Edge Simulation est le composant
clé destiné à rapprocher l’analyse du processus de
conception et à renforcer l’accessibilité et la facilité
d’utilisation de la MEF pour les utilisateurs occasionnels
comme pour les experts, tout en préservant l’intégrité
du modèle CAO et de l’analyse.
Constituant une solution IAO complè te et é volutive,
Femap offre des fonctionnalité s poussé es de
modé lisation par é lé ments finis qui permettent
d’accéder à des solutions d’analyses avancées, telles
que l’analyse de la réponse dynamique, l’analyse
du transfert thermique et l’analyse non linéaire.
De mê me, Femap est é troitement inté gré à toutes
les versions de NASTRAN, solveur FEA leader du marché ,
et notamment à NX Nastran. Femap offre une interface
utilisateur Windows native et l’associativité des fichiers
avec Solid Edge, ce qui amé liore encore la facilité
d’utilisation et la productivité générales.
Solid Edge Simulation et Femap proposent tous deux
des fonctionnalité s de post-traitement qui permettent
de mettre à jour et d’améliorer les conceptions des
produits sur la base du ré sultat des analyses.
10
Fonctionnalité s et avantages des analyses MEF
de Velocity Series
En rè gle gé né rale, Velocity Series de Siemens PLM
Software est abordable, simple d’utilisation, facile
à mettre en œuvre et présente un faible coût total
de possession. Les PME apprécieront l’aide apportée
par Solid Edge Simulation et Femap avec NX Nastran
dans le cadre de l’analyse des conceptions.
La gamme IAO de Velocity Series fournit une solution
évolutive permettant, si nécessaire, d’étendre les besoins
d’analyse d’une société. Bien que Femap soit compatible
avec tous les logiciels de CAO, il offre une associativité
directe des fichiers avec Solid Edge et prend en charge
tous les principaux solveurs du marché et toutes les
versions de NASTRAN. Femap et Solid Edge Simulation
ont é té conç us pour tous les ingé nieurs – l’ingénieurconcepteur comme l’expert en calcul – et prennent en
charge les besoins les plus courants en matière d’analyse
MEF, ainsi que les analyses spé cifiques les plus poussé es.
Grâ ce à ces deux produits, le portefeuille IAO de Velocity
Series offre des possibilités d’évolution vers des solutions
d’analyses plus étendues à mesure que les besoins
apparaissent.
Solid Edge Simulation est une solution IAO inté gré e
dans Solid Edge qui repose sur la technologie de
modé lisation par é lé ments finis Femap et utilise le
solveur standard NX Nastran. Grâ ce à Solid Edge
Simulation, il est possible d’analyser des pièces et
assemblage et d’obtenir des résultats liés à une charge
statique, de trouver les modes propres de vibration
ou de dé terminer les charges de flambage. Solid Edge
Simulation fournit un ensemble complet de dé finitions
de charges et de contraintes, accompagné d’un contrôle
du maillage, et des fonctionnalité s complè tes de posttraitement afin de comprendre le comportement de la
conception rapidement et efficacement. En termes de
post-analyse, les utilisateurs peuvent exploiter la
technologie synchrone de Solid Edge pour modifier
rapidement et facilement le modè le analysé , sans la
contrainte d’un historique de construction (ce que les
systè mes classiques de CAO fondé s sur un historique
ne permettent pas de faire).
De l’assemblage CAO au MEF, résultats et affinement du modèle à l’aide de Solid Edge Simulation.
11
Femap avec NX Nastran combine deux programmes
d’analyse structurelle parmi les plus connus et les
plus performants au monde en vue de simuler les
caracté ristiques de performance des structures et des
composants mécaniques d’un produit. À ce titre,
l’association entre Femap et NX Nastran fournit
une solution d’IAO Windows native extrêmement
é conomique qui conjugue les fonctionnalité s
largement ré pandues de pré - et post-traitement
de Femap aux fonctionnalités d’analyse célèbres
et ré puté es de NX Nastran.
Fort de 15 anné es de collaboration é troite avec les
solveurs Nastran, Femap s’intègre en toute transparence
à NX Nastran et à l’environnement Velocity Series.
Femap prend directement en charge un vaste é ventail
de fonctionnalité s de NX Nastran, notamment les
analyses statiques liné aires et non liné aires, les modes
propres, les ré ponses transitoires/dynamiques et en
fré quence/harmoniques, les spectres de ré ponses, les
ré ponses alé atoires, le flambage et la dynamique des
rotors. NX Nastran pré sente é galement des options
supplémentaires pour l’aéroélasticité, les super-é lé ments,
l’optimisation, la programmation DMAP et les analyses
non liné aires avancé es. Femap avec
NX Nastran fournit un é ventail
complet de fonctionnalité s
permettant de dé finir et
contrô ler directement tous les
aspects de la modé lisation par
é lé ments finis, des solutions
NX Nastran et des opé rations
de pré - et post-traitement.
Les technologies ouvertes de Femap sont basé es sur
Windows, ce qui les rend directement accessibles.
Ceci permet non seulement à la plupart des utilisateurs
d’évoluer dans un environnement familier, mais aussi
de mettre entre les mains des ingé nieurs des
fonctionnalité s performantes de simulation numé rique,
facilement et à un prix abordable.
Composant leader du marché de Siemens PLM Software
et de Velocity Series, Femap offre une structure
indépendante pour un grand nombre d’autres solveurs
de CAO et d’IAO célèbres et réputés.
Femap repose sur un ensemble avancé de technologies
ouvertes qui lui permettent de travailler en toute
simplicité et facilité au sein des environnements de
simulation d’ingénierie des clients. Femap exploite
Parasolid, un noyau de modé lisation 3D trè s ré pandu
utilisé dans les systè mes de CAO/FAO/IAO pour cré er et
modifier les modèles de pièces et d’assemblage. En outre,
Femap prend en charge plusieurs autres systè mes de
CAO, de sorte qu’il peut s’utiliser avec tous les formats
de gé omé trie, de maniè re directe et transparente.
Femap prend é galement en charge un large é ventail
de solutions d’analyses par é lé ments finis
issues de diffé rents solveurs. Femap
constitue ainsi une solution trè s
logique et souple qui est tout
simplement adapté e aux
besoins, mê me les plus
exigeants, des clients.
Analyse d’un moteur de motocycle au moyen
de Femap avec NX Nastran. (avec l’aimable
autorisation de Predictive Engineering Inc.)
12
Conclusion
Les PME de fabrication et d’ingénierie qui n’utilisent
pas les dernières technologies de PLM se privent d’un
avantage concurrentiel. Les PME sont confronté es à des
enjeux dont l’importance peut être atténuée grâce
à l’utilisation stratégique de Velocity Series Solid Edge
Simulation et de Femap avec NX Nastran de Siemens
PLM Software. Le rapprochement de la conception des
produits et de l’ingénierie permet de réduire les délais
de fabrication, de maximiser la qualité des produits
et de doper la rentabilité .
Il y a vingt ans, les ingé nieurs-concepteurs ne disposaient
pas des connaissances, des qualifications et des outils
requis pour l’analyse de leurs conceptions. De nos jours,
les analystes et les ingénieurs n’ont plus besoin de
concevoir des modè les par é lé ments finis distincts
à partir de leurs fichiers de CAO pour effectuer des
analyses par é lé ments finis (FEA). Solid Edge Simulation
est une application d’analyse par éléments finis intégrée
dans Solid Edge. Elle permet d’utiliser conjointement
la CAO et les technologies d’analyses par éléments finis
les plus courantes au sein d’une interface utilisateur
familiè re unique. Ainsi elle offre aux ingé nieurs une
totale liberté d’expérimentation en matière de
conception numé rique. Quand des analyses poussé es
s’avèrent nécessaires, les analystes ont également la
possibilité de les effectuer à l’aide de Femap.
Depuis plus de 35 ans, Siemens PLM Software aide
de grandes entreprises de fabrication à ré ussir dans
les secteurs de l’automobile, de l’aérospatial, de la
construction navale et de l’électronique. Les PME
peuvent à présent tirer parti de l’expérience acquise
par Siemens PLM Software auprè s de ces grandes
entreprises. Siemens PLM Software offre une solution
PLM complè te pour ré soudre les problè mes d’ingénierie
auxquels sont confronté s les PME du secteur de la
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informations et bénéficier d’une démonstration.
Analyse d’un wagon de transport en vrac au moyen de Femap avec NX Nastran. (avec l’aimable autorisation de Cideon Engineering GmbH)
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À propos de Siemens PLM Software
Avec prè s de 63 000 clients et 6,7 millions de postes installé s
dans le monde, Siemens PLM Software, une division de Siemens
Industry Automation, est l’un des leaders mondiaux sur le marché
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produits (PLM). Implanté à Plano, dans l’État du Texas aux ÉtatsUnis, Siemens PLM Software travaille en é troite collaboration
avec les entreprises pour fournir à ces derniè res des solutions
ouvertes, susceptibles de les aider à transformer leurs idé es
en produits largement reconnus sur le marché . Pour plus
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Software, visitez le site www.siemens.com/plm.
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