Étapes de configuration de base pour une simulation statique FEA dans SOLIDWORKS

Article de Alaa Hosn mis à jour le 24 janvier 2024

Article

SOLIDWORKS Simulation est un puissant outil d'analyse par éléments finis (FEA) utilisé pour valider les conceptions avant leur fabrication.

Il existe de nombreux types d'études dans SOLIDWORKS Simulation, mais la plus populaire est sans doute l'analyse statique. L'analyse statique suppose que les charges appliquées et les conditions aux limites sont constantes dans le temps, ce qui la rend adaptée aux structures dans des conditions d'état stable. Les utilisateurs peuvent effectuer une analyse statique pour prédire comment une structure réagira aux charges appliquées. Cet article présente les étapes de base pour configurer et exécuter une analyse par éléments finis à l'aide de SOLIDWORKS Simulation.

Activer le complément SOLIDWORKS Simulation FEA

Avant de mettre en place une simulation, le complément doit être activé. Sans cela, l'onglet de simulation et ses outils associés seront absents du Gestionnaire de commandes. Si SOLIDWORKS Simulation est installé, ce produit peut être activé en allant dans Outils > Compléments, ou en allant sur la flèche vers le bas à côté de l'icône d'engrenage en haut de la fenêtre SOLIDWORKS et en sélectionnant Compléments à partir de là.

Dans la fenêtre Add-Ins, activez SOLIDWORKS Simulation en cliquant sur la case à cocher de gauche, ce qui activera le produit pour la session SOLIDWORKS active uniquement. La case à cocher dans la colonne Démarrage activera le complément lors du premier démarrage de SOLIDWORKS afin d'éviter de devoir activer les compléments à chaque fois lorsque l'utilisateur sait qu'il utilisera souvent le complément.

Sélection du complément à partir de la flèche vers le bas à côté de l'icône Options

Le complément SOLIDWORKS Simulation est activé pour la session active et au démarrage de SOLIDWORKS.

Démarrage de l'étude

Lorsque le complément est activé et qu'une pièce ou un assemblage est ouvert, sélectionnez Nouvelle étude dans l'onglet Simulation. Dans le PropertyManager, activez une étude statique et cliquez sur la coche verte.

Sélection d'une nouvelle étude dans l'onglet Simulation du Gestionnaire de commandes

Étude statique sélectionnée dans le PropertyManager

Mise en place de l'étude

Une fois l'étude statique créée, les utilisateurs peuvent commencer à définir les conditions de l'étude. Les conditions sont appliquées par le biais des commandes de l'onglet Simulation ou en cliquant avec le bouton droit de la souris sur une condition dans l'arbre de conception et en la sélectionnant dans le menu déroulant qui apparaît.

Travailler dans l'onglet Simulation pour mettre en place l'étude

Descendre dans l'arbre de simulation pour mettre en place l'étude

SOLIDWORKS Simulation permet aux utilisateurs d'appliquer des conditions limites de manière simple et intuitive. En descendant dans l'arbre de conception ou en passant par l'onglet Simulation, les utilisateurs sont essentiellement guidés dans la configuration d'une simulation.

  1. Attribuer des propriétés aux matériaux
    Attribuer des propriétés matérielles à chaque composant du modèle. Des données précises sur les matériaux sont essentielles pour obtenir des résultats de simulation réalistes. SOLIDWORKS dispose d'une liste exhaustive de matériaux utilisables d'emblée et permet aux utilisateurs de créer des matériaux personnalisés pour tout ce qui pourrait manquer.

    Matériaux appliqués aux corps dans une étude

  2. Configurer les connexions et les interactions (si nécessaire)
    Une connexion indique comment les composants sont reliés les uns aux autres. Les différents types de connecteurs comprennent les boulons, les roulements, les goupilles, les liens et les ressorts. Les interactions déterminent la manière dont les composants interagissent entre eux lorsqu'ils entrent en contact sous l'effet d'une charge.
  3. Définir les luminaires
    Veillez à ce que les contraintes appliquées représentent fidèlement le comportement physique du modèle. Fixer la géométrie à l'aide de différentes méthodes de fixation qui peuvent être appliquées aux faces, aux arêtes et aux sommets.

    Fixation d'une géométrie fixe appliquée aux faces d'extrémité

  4. Appliquer les charges
    Spécifiez les faces, les arêtes et les sommets auxquels appliquer une charge externe. Les charges courantes sont les forces, les pressions et les couples. Les charges peuvent être uniformes ou suivre une distribution non uniforme.

    500N Force externe appliquée à la face latérale

  5. Maillage du modèle
    Le maillage divise le modèle en éléments triangulaires plus petits et plus faciles à analyser, d'où le terme d'analyse par éléments finis (AEF). Les mailles triangulaires peuvent être grossièrement dimensionnées ou beaucoup plus fines, ce qui permet de trouver un équilibre entre le temps nécessaire à l'exécution de l'étude et la précision des résultats.

    Triangles de maillage appliqués à la géométrie

  6. Exécuter la simulation
    Une fois la configuration terminée, il est temps d'exécuter la simulation. Il suffit de cliquer avec le bouton droit de la souris sur l'étude dans l'arbre de conception de la simulation et de sélectionner Exécuter ou de sélectionner Exécuter cette étude dans l'onglet Simulation du Gestionnaire de commandes. En fonction de la complexité du modèle et de la densité du maillage, ce processus peut prendre un certain temps.

    Exécution d'une étude à partir de l'arbre de conception de la simulation

    Exécution d'une étude à partir du gestionnaire de commandes

  7. Examiner les résultats
    L'étape finale consiste à examiner les résultats pour s'assurer qu'ils ont un sens. SOLIDWORKS Simulation propose différents outils de visualisation tels que des tracés de contraintes, de déformations, de déplacements et de coefficients de sécurité. Ces outils aident les utilisateurs à identifier les points problématiques afin de prendre des décisions de conception éclairées.

    Déplacement d'après les résultats de la simulation

     

La mise en place d'une simulation est une étape cruciale pour garantir l'intégrité structurelle de toute conception. En suivant ces étapes de base, les utilisateurs peuvent tirer parti de la simulation pour optimiser leurs conceptions, réduire les coûts de prototypage et, en fin de compte, mettre sur le marché des produits mieux conçus. Au fur et à mesure que les utilisateurs se familiarisent avec SOLIDWORKS Simulation, ils peuvent explorer des fonctionnalités et des analyses avancées pour affiner et valider davantage les conceptions.

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Alaa Hosn

Alaa est un consultant en solutions qui fait partie de l'équipe TriMech depuis 2018. Il a commencé dans le support et a construit une base solide sur la façon de diagnostiquer et de dépanner SOLIDWORKS et les problèmes électriques couvrant toutes les gammes de sujets, des installations aux problèmes de performance. Alaa est basé à Richmond, VA et possède un diplôme en génie mécanique de Virginia Tech. Il a obtenu son CSWE parmi d'autres certifications SOLIDWORKS et continue d'en obtenir d'autres !