Comme expliqué dans l’article précédent sur la simulation numérique fréquentielle, l’étape de validation de conception des produits se limite souvent à la réalisation d’études statiques linéaires. Cependant, n’oubliez pas de prendre en compte les risques sur les géométries fines et élancées, et notamment les risques liés au flambage. L’utilisation de la simulation de flambage est primordiale dans de nombreux secteurs de l’industrie. Laissez-moi vous présenter comment les solutions de simulation numérique de SOLIDWORKS vous accompagnent dans la compréhension et la résolution de cette problématique.
La simulation numérique dans l’industrie 4.0 : un pilier technologique
usage de la simulation de flambage dans l’industrie 4.0
Comprendre le phénomène de flambage
Commençons donc par définir le principe du flambage :
- Le flambage est la tendance qu’a un matériau soumis à une force de compression à fléchir, et donc à se déformer dans une direction perpendiculaire à la force appliquée.
- Passé un certain seuil de Force, le matériau va se ruiner sous l’effet d’une instabilité géométrique : on atteint le “mode de flambage”
Flexion sous un effort de compression
Voici quelques images montrant des structures défaillantes sous certaines charges :
Vous pouvez voir les grandes déformations résultant de la défaillance du flambement et, dans certains cas, la perte totale de l’intégrité structurelle. Cela se produit généralement sur des structures élancées ou sur des composants avec des épaisseurs fines.
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comment anticiper les risques de flambage ?
Nous voyons clairement dans les exemples ci-dessus que le phénomène de flambage n’est pas à prendre à la légère. C’est pourquoi l’utilisation de solutions de simulation est nécessaire afin d’anticiper tout risques lors de la phase de conception.
SOLIDWORKS Simulation permet de réaliser des études de flambages à partir de vos conceptions 3D dans son module de flambage.
SOLIDWORKS utilise la formule d’Euler qui permet de déterminer la charge axiale maximale qu’une poutre élancée peut supporter sans flambement. La charge maximale, ou charge critique, fera que la poutre se trouve dans un état d’équilibre instable. Cela signifie que la poutre n’a pas encore fléchi, mais qu’elle est au bord du flambage et que toute augmentation de la charge ou l’introduction d’une légère force latérale entraînera le flambement de la poutre.
En analysant la formule d’Euler, nous voyons que la force nécessaire pour atteindre le flambement est proportionnelle au module d’élasticité du matériau, proportionnelle au moment d’inertie de notre poutre et proportionnelle à sa longueur.
SOLIDWORKS nous permet d’obtenir deux types d’informations lors de la réalisation d’une étude de flambage :
- La forme du flambage (quelle partie de ma structure risque de flamber)
- Le facteur critique de flambage
- f = Charge critique / effort appliqué
ALLER PLUS LOIN DANS L’ANALYSE DE FLAMBAGE
Après avoir déterminé le facteur critique de flambement via une étude de flambage, SOLIDWORKS Simulation permet également d’obtenir la déformation réelle de notre produit via une approche non linéaire.
Cela permet au concepteur de mieux appréhender la déformation de son produit ainsi que les contraintes associées une fois le seuil de flambage dépassé.
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Puisqu’ils sont le mieux placés pour en parler, nos clients témoignent sur les bénéfices qu’apporte le logiciel SOLIDWORKS Simulation au sein de leur bureau d’études.
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AUTEUR DE L’ARTICLE
Guillaume Goubet, Ingénieur avant-vente pour le groupe Visiativ