Calcul de structure

Tout commence lors de la réalisation d’une pièce mécanique, d’une structure conçue afin de répondre à un certain nombre de fonctions mécaniques. (Pièces de satellites, de voitures, d’avions, ponts, charpentes métalliques…)

Le produit doit être dimensionné afin de déterminer la quantité de matière et le type de matériaux nécessaires à assurer sa résistance aux sollicitations mécaniques ou thermiques auxquelles il sera soumis. Ce dimensionnement fait appel au calcul de structure.

Le calcul de structure permet donc de calculer les déplacements, les déformations, les contraintes ou encore les efforts qui ne devront pas dépasser une certaine limite définie à l’avance, soit pour répondre à des critères de sécurité, soit pour optimiser le produit afin de réduire les coûts en terme de fabrication ou de tests.

Le calcul de structure sert à modéliser le comportement mécanique, dynamique ou thermique d’une structure. Pour ce faire, il est possible d’utiliser des méthodes numériques : la résistance des matériaux (RDM) et le calcul par éléments finis.

La résistance des matériaux (RDM) est une théorie simplifiée. Elle est essentiellement employée pour les éléments structurels de type poutre, c’est-à-dire un objet de grande longueur par rapport à sa section. La RDM est par exemple très utilisée pour les calculs de type charpente. La résistance des matériaux nécessite des hypothèses restrictives qui ne permettent pas d’étudier tous les comportements.

La méthode des éléments finis est utilisée pour étudier les problèmes dits continus et résoudre  des équations aux dérivées partielles qui représentent le comportement mécanique ou dynamique de la structure. Cette méthode autorise des études plus complexes et plus variés.
Si la RDM ne nécessite pas forcement l’utilisation d’un logiciel, le calcul de structure par la modélisation en éléments finis, doit utiliser, quant à lui, 3 types de logiciels (parfois regroupés en un seul) :

  • un pré-processeur (FEMAP, PATRAN, HYPERMESH) pour réaliser le maillage, soit la discrétisation en éléments de la pièce à étudier
  • enfin un post-processeur (FEMAP, PATRAN, HYPERMESH) qui donne la possibilité de visualiser et exploiter les résultats générés par le solveur.

Aujourd’hui, il existe sur le marché de nombreux logiciels de calcul de structure permettant de modéliser le comportement mécanique et dynamique des structures, mais l’obtention de bons résultats est fortement liée à l’expérience de l’utilisateur et de ses collaborateurs.

Cette expérience, l’équipe de FEA Solutions la possède et c’est ce qui la rend critique et prudente face aux résultats et réactive face aux imprévus.