Redondances de contraintes dans SOLIDWORKS Motion Simulation

Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi vos simulations SOLIDWORKS Motion donnaient parfois des résultats inattendus, voire échouaient complètement ? La cause du problème est peut-être sous vos yeux ! Pour résoudre ces erreurs, il suffirait peut-être de supprimerles contraintes redondantes.

Qu'est-ce qu'un « mate redondant » ?

Dans l'environnement SOLIDWORKS Motion Simulation, l'obtention de résultats précis et fiables repose sur une gestion adéquate des contraintes. Des contraintes redondantes apparaissent lorsque plusieurs contraintes imposent un nombre excessif de contraintes à un composant, ce qui peut entraîner des erreurs de résolution, car le système d'équations de mouvement ne peut pas être résolu correctement.

Les contraintes redondantes reviennent à surdéfinir un modèle dans SOLIDWORKS. Prenons par exemple une porte équipée de deux charnières. Alors qu’une charnière peut limiter le déplacement vertical de la porte, l’autre devient redondante et peut entraîner des imprécisions dans l’analyse du mouvement. De telles contraintes redondantes entraîneront des calculs de force inexacts et un comportement de mouvement inattendu.

Il est essentiel d'identifier et de résoudre ces redondances pour garantir le bon déroulement de vos simulations et l'obtention de résultats valides.

Les redondances peuvent entraîner :

• Erreurs du solveur : il peut arriver que le solveur de mouvement ne parvienne pas à trouver de solution en raison de contraintes contradictoires.
• Forces erronées : les contraintes redondantes peuvent entraîner des calculs de force nuls ou incorrects à certains emplacements de contrainte.
• Mouvement inattendu : les composants peuvent présenter un comportement imprévu, tel qu'une séparation ou des trajectoires de déplacement incorrectes.

Assemblage SOLIDWORKS avec des contraintes redondantes

Comment corrige-t-on les paires redondantes ?

Avant de résoudre les simulations de mouvement, le solveur procède à une détection automatique des redondances au sein du mécanisme. Par défaut, lorsque des redondances sont détectées dans le modèle SOLIDWORKS, le solveur SOLIDWORKS Motion tente de supprimer les contraintes redondantes.

Le solveur élimine les redondances selon l'ordre suivant :

• Contraintes de rotation
• Contraintes de traduction
• Données de mouvement

À chaque itération, le solveur réévalue les redondances de contraintes et les supprime automatiquement si nécessaire. Cependant, avec des mécanismes plus complexes, la suppression automatique des redondances ne fonctionne pas toujours correctement. Dans ces cas-là, vous pouvez constater que des corps solides se séparent, que le solveur se bloque ou que les forces de réaction sont mal calculées. Si cela se produit, vous devrez ajouter manuellement des informations supplémentaires.

Quelles sont les techniques permettant de résoudre la redondance des mats ?

Définition systématique du mat

La meilleure solution pour gérer les redondances consiste à créer des contraintes de position de manière systématique, en procédant pièce par pièce et en tenant compte des degrés de liberté.

SOLIDWORKS Motion Simulation : degrés de liberté

Cela peut également impliquer de redéfinir les contraintes dans l'assemblage SOLIDWORKS afin de simplifier le schéma de contraintes et de réduire au minimum les redondances. Veillez à utiliser le moins de contraintes possible pour obtenir le mouvement souhaité. Vous pouvez faire glisser ou faire pivoter les composants pour vérifier le mouvement de l'assemblage pendant la définition des contraintes. MateXpert peut également être utilisé pour identifier et résoudre automatiquement les problèmes de contraintes simples. Même si MateXpert ne parvient pas à résoudre le problème, il permet souvent de le cerner en identifiant les contraintes problématiques.

Groupe Rigid

L'utilisation de groupes rigides est un moyen rapide de réduire la complexité des assemblages volumineux. Pour créer un groupe rigide, cliquez avec le bouton droit sur un composant unique ou un groupe de composants dans l'arborescence de MotionManager, puis sélectionnez « Ajouter à un nouveau groupe rigide ».  Cela crée des dossiers de groupes rigides distincts contenant plusieurs composants qui se déplaceraient ensemble. Les groupes rigides de composants se comporteront comme un seul composant dans les calculs de mouvement. Les définitions de mouvement et de contrainte entre les composants au sein d'un groupe sont ignorées. Tous les composants du groupe contribueront également à la masse et au moment d'inertie du groupe rigide.

Commande « Ajouter au nouveau groupe rigide »

Remplacer par des bagues

L'option « Remplacer par des bagues » transforme les contraintes redondantes en bagues, qui agissent comme des liaisons flexibles, permettant de légers mouvements et réduisant les erreurs du solveur. Cette option peut ralentir considérablement la simulation lorsqu'elle est définie au niveau global et entraîner des imprécisions si le mécanisme présente une rigidité irréaliste. Il est préférable de définir les paramètres de rigidité pour chaque contrainte individuellement, selon les besoins, plutôt que d'utiliser une valeur générique.

Spécifier les valeurs de rigidité dans une contrainte SOLIDWORKS

La redondance des articulations n'est pas un problème majeur si vous vous intéressez uniquement aux résultats cinématiques ou s'il n'y a pas de forces ou de couples dépendant d'autres forces ou couples au niveau des articulations. Cependant, il est toujours recommandé de supprimer toutes les redondances existantes avant de lancer une étude de mouvement. La mise en œuvre de ces techniques permettra d'obtenir des simulations plus précises et des calculs de forces plus fiables dans les études de mouvement SOLIDWORKS.

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