Modules complémentaires : Simulation

Simulation de la mécanique des structures

Effectuez des simulations de contraintes par éléments finis (FE) directement sur des images de tomographie assistée par ordinateur (CT). Ce modèle de simulation facile à utiliser est particulièrement adapté aux structures très complexes telles que les mousses, les structures en treillis ou les composants microporeux, car aucun maillage conforme à la géométrie n’est nécessaire. En un clic, vous pouvez maintenant inclure les résultats d’une analyse de porosité pour simuler les concentrations de contrainte autour de défauts. 
VGSTUDIO MAX
Structural Mechanics Simulation


Simulation mécanique directement sur les données tomographiques



Travaillant directement sur les données voxel, notre logiciel convivial de simulation d’éléments finis (FE) :

  • Permet d’appliquer une charge mécanique statique en offrant le choix entre force dirigée, couple et pression.
  • Permet la simulation d’une sonde de matériau ainsi que de composants composés d’un seul ou de plusieurs matériaux à élasticité linéaire.
  • Simplifie la construction de modèles de simulation, même pour les structures très complexes, comme les mousses ou les composants à microporosité, ainsi que les structures biomécaniques.
  • Utilise une détermination de surface localement adaptative et précise au niveau du sous-voxel.
  • Calcule, en un seul clic, la concentration de contraintes autour de micro-défauts en incluant les résultats d’un cycle d’analyse de porosité utilisant les algorithmes dans VGSTUDIO MAX.
  • Offre un flux de travail homogène de la segmentation du matériau jusqu’à la simulation au sein d’un même logiciel.
Unrolled object


Analyse de contraintes sur un support de structure aéronautique optimisé bioniquement

Unrolled object


Échantillon de matériau compressé de la mousse ouverte en aluminium

Leveled freeform surface


Concentration de contraintes autour de pores individuels dans un composant

Leveled freeform surface


Croc de serpent chargé (causus rhombeatus) avec visualisation des lignes de force indiquant la force de morsure simulée (Données de du Plessis, A., le Roux, S. G., & Broeckhoven, C. (2016), image tomographique de Stellenbosch CT Scanner Facility)

Unrolled object


Analyse de contraintes sur un support de structure aéronautique optimisé bioniquement

Unrolled object


Échantillon de matériau compressé de la mousse ouverte en aluminium

Leveled freeform surface


Concentration de contraintes autour de pores individuels dans un composant

Leveled freeform surface


Croc de serpent chargé (causus rhombeatus) avec visualisation des lignes de force indiquant la force de morsure simulée (Données de du Plessis, A., le Roux, S. G., & Broeckhoven, C. (2016), image tomographique de Stellenbosch CT Scanner Facility)



Résultats



Visualisez vos résultats directement sur le scan du composant réel :

  • Calculez et visualisez la contrainte Von Mises et la contrainte principale maximale pour l’évaluation de la limite d’élasticité plastique ou l’estimation du risque de rupture.
  • Visualisez le champ de tenseur de contrainte sous forme de lignes de force illustrant la direction des vecteurs propres du tenseur de contrainte, leur longueur équivalant à l’ampleur de la valeur propre correspondante.
  • Affichez l’ampleur du déplacement par code couleur à chaque point dans le volume calculé afin de visualiser la déformation calculée.

 



Concentration de contraintes aux points chauds



Identifiez dans la pièce les zones chargées de façon critique :

  • Détectez et visualisez les maxima locaux de la contrainte Von Mises, de la contrainte de cisaillement maximale, de la contrainte principale maximale et détectez l’ampleur du déplacement.
  • Identifiez et visualisez les zones connectées dans lesquelles la composante de contrainte sélectionnée ou le déplacement dépasse votre seuil défini.


Détecter et visualiser les maxima locaux de la contrainte Von Mises



Calculer la valeur maximale (point chaud) d’une composante de contrainte sélectionnée



Détecter et visualiser les maxima locaux de la contrainte Von Mises



Calculer la valeur maximale (point chaud) d’une composante de contrainte sélectionnée



Comparaison avec simulation à base de CAO



Comparez les résultats de simulation basés sur les données CT de votre pièce réelle aux simulations du modèle CAO correspondant :

  • Simulez le modèle CAO et aussi la pièce réelle avec toutes ses discontinuités et écarts de forme.
  • Comparez automatiquement deux résultats de simulation pour le même objet ou un objet similaire en vue de la contrainte Von Mises, la contrainte principale maximale, la contrainte de cisaillement maximale ou l’ampleur de déplacement.
  • Calculez la différence des valeurs respectives pour chaque point de la structure et visualisez les résultats codés en couleurs sur la pièce.


Résultats validés



La méthode de simulation dans le module Simulation de la mécanique des structures a été validée numériquement par rapport à des résultats de l’analyse conventionnelle par éléments finis et a montré un bon accord. Elle a également été validée expérimentalement par rapport à des essais physiques qui ont montré qu’elle est capable d’identifier les lieux les plus probables de défaillance dans un composant structurel. (Predicting Failure in Additively Manufactured Parts Using X-Ray Computed Tomography and Simulation, Peer Reviewed Paper, 7th International Conference on Fatigue Design 2017 (conférence international sur la conception vis-à-vis de la fatigue))

MODULES COMPLÉMENTAIRES
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