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L'acoustique est un domaine qui suscite un intérêt croissant dans l’industrie. Les normes acoustiques sont de plus en plus sévères à respecter imposant dès les premières phases de développement l'étude du comportement vibro-acoustique des structures et les modes de transmission du bruit (solidiens / hertziens). C'est dans ce contexte que la simulation acoustique devient dans certains cas incontournable au même titre que la tenue mécanique d'une structure. Elle vise à déterminer le niveau sonore dans un espace défini (confiné ou non) pour une source sonore donnée. Que ce soit la prédiction d’un niveau de pression acoustique, l'estimation de bruit rayonné vers l’extérieur, la détermination des voies de passage ou le calcul de performance d’isolation acoustique, de nombreuses solutions numériques existent. Grâce à l’évolution des puissances de calcul et des méthodes numériques, les simulations acoustiques par éléments finis sont devenues viables sur une large bande spectrale, adressant les problématiques à basses et hautes fréquences.

 

AROBAS Technologies se fait un point d’honneur à vous fournir des études de qualité sur vos sujets les plus complexes. Dans ce but, nous nous efforçons d’appliquer la méthodologie la plus sûre permettant de vous apporter une valeur ajoutée concrète et conforme à vos attentes.

La démarche est toujours initiée par une analyse amont poussée, menée en concertation avec vous qui détenez la connaissance de votre métier, de manière à y associer nos connaissances scientifiques. Cette analyse amont se compose :

  • d’une analyse précise du besoin : Comment se traduit-il en termes scientifiques ? Quelles sont les données de sortie souhaitées ? Quel est le degré de précision attendu ?
  • d’une recherche des phénomènes physiques en jeu : Quels sont ceux qu’il va falloir prendre en compte (dilatation, fatigue, fluage…)? Quels sont les plus influents ?
  • d’une phase d’étude de faisabilité et de choix de modélisation : Que pouvons-nous faire avec nos outils et nos compétences ? Quel est le meilleur compromis complexité/précision/délai ?
  • d’un statut sur la démarche scientifique à adopter : Démarche pas-à-pas (du plus simple vers le plus complexe) ? Démarche multi-échelle (du grossier vers le fin) ? Nécessité de passer par une phase de corrélation, d’une étude de sensibilité paramétrique, d’une étude d’optimisation ?

C’est seulement à ce stade de la collaboration qu’est élaborée l’offre de prestation chiffrée détaillant le travail d’analyse amont, le travail qui sera fourni lors de la réalisation de l’étude, et le cadre administratif et commercial.

La réalisation de l’étude, à proprement parler, se déroule dans un climat d’échange permanent avec vous [le client], de manière à minimiser les risques d’erreur de compréhension et à vous tenir suffisamment informé de l’avancement des travaux. Si nécessaire, nous pouvons créer des documents de présentation intermédiaires et communiquer sur les travaux en cours lors de réunions de suivi.

L’étude se termine systématiquement par la remise d’un document de présentation au format MS PowerPoint permettant de faciliter votre communication, d’un rapport détaillé au format MS Word et d’un support d’archive informatique (CD-ROM, DVD-ROM) pour capitaliser le savoir acquis au cours de l’étude.


Le plan d’expériences numérique est l’outil idéal pour réaliser des études paramétriques sur une « réponse », autour des calculs éléments finis. Grâce à des outils graphiques adaptés, il permet d’exploiter, les résultats de manière pertinente et efficace et ce, avec un coût en calcul limité. De plus il est possible de créer un modèle analytique de la réponse (surface de réponse), fonction des paramètres étudiés, de sorte à l’estimer plus rapidement et facilement qu’avec un nouveau calcul éléments finis. Cet outil n’est cependant pas à mettre entre toutes les mains, car pour exploiter pleinement son potentiel, il nécessite une analyse très critique des résultats, et souvent plusieurs mises au point successives.


La tenue des cordons de soudure est une grandeur particulièrement compliquée à estimer par une simulation numérique. D'une part, les modifications d’état métallurgiques dues au process même de soudage rendent toute modélisation homogène trop simpliste pour être représentative en termes de tenue. D'autre part, les concentrations locales de contraintes requièrent une modélisation géométrique volumique fine et coûteuse, et ceci peut être pénalisant, particulièrement si l’assemblage soudé comporte un nombre conséquent de soudures. Nous avons implémenté en interne une méthodologie de modélisation et de calcul de cordon de soudure de tôles ou profilés en acier permettant de :

  • Représenter la raideur de la liaison soudée de manière réaliste, avec une modélisation en éléments coques des tôles ou profilés ;
  • Calculer la tenue statique ou en fatigue, à partir de critères basés sur un calcul analytique des contraintes dans le cordon, considérant les efforts nodaux transitant dans le modèle éléments finis, tout en respectant les normes EUROCODE 3 ;
  • Réduire le modèle en évitant la lourdeur d'une représentation volumique fine des soudures.


En comparaison à d'autres méthodes similaires existantes, celle que nous utilisons a démontré être souvent le meilleur compromis temps/résultats.

 

 

Les assemblages vissés sont encore souvent dimensionnés à partir de calculs analytiques. La plupart du temps, cette méthode est légitime et permet d’obtenir des résultats relativement précis. Mais des cas particuliers apparaissent de plus en plus, nécessitant une modélisation éléments finis :

  • Les pièces serrées peuvent avoir des sollicitations non standard qui ne sont pas prises en compte par les calculs analytiques,
  • Les assemblages peuvent être soumis à une dilatation thermique issue d’un champ de température non homogène ;
  •  Le champ de contrainte généré par l’assemblage vissé peut se superposer localement à un autre généré par un chargement extérieur,
  • Il est parfois nécessaire de maitriser la consommation du couple de serrage d’une vis dans sa tension et dans les pertes par frottement des différents contacts en jeu,
  • Les assemblages peuvent être soumis à des chocs, mettant en cause la tenue de la vis par un autre phénomène physique que celui envisagé par les critères analytiques ;
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Le savoir-faire d’AROBAS Technologies dans ces modélisations résulte de plus de 15 ans d'experience sur des sujets complexes mettant en jeu des assemblages vissés.

 



AROBAS Technologies a forgé son expérience en modélisation de véhicule complet depuis 1996 avec le développement du logiciel SIMUCONF qui permet de mettre en place à l'intérieur de modèles aux éléments finis des assemblages de composants issus de synthèse modale (base MSC/NASTRAN) et liés par des liaisons cinématiques, et de simuler leur comportement dans un contexte allant de la statique linéaire à la dynamique non-linéaire. Aujourd’hui, nos équipes développent des modèles de poids lourd complet sous MSC-Adams/Car, pour réaliser des simulations de comportement dynamique en roulage sur piste.



Il est possible de modéliser le comportement de corps fluides dans le but de prendre en compte leur effet couplé avec les structures solides étudiées. Dans ce cas, le fluide doit être représenté assez finement pour que le couplage engendre un comportement représentatif et précis de la structure solide, mais assez grossièrement pour ne pas générer des temps de calcul démesurés. AROBAS Technologies maitrise 4 modélisations de couplage fluide-structure validant ces critères :

  • L’interaction dynamique vibratoire fluide/structure permettant de prendre en compte un milieu fluide dans une analyse modale, ou une simulation de réponse dynamique ;
  • Le CEL (Couplage Eulerien-Lagrangien) pour la dynamique rapide, où les corps fluides sont représentés par des éléments eulériens (le matériau peut s’écouler au travers du maillage) et les corps solides sont classiquement représentés par des éléments lagrangiens (le matériau ne peut pas s’écouler au travers du maillage). Les deux milieux interagissent généralement par contact ;
  • Le SPH (Smooth Particle Hydrodynamics) pour la dynamique rapide, où les corps liquides sont représentés par des particules liées entre elles par des fonctions de force. Les deux milieux interagissent généralement par contact ;
  • La cavité fluide, pour la statique en général, et pour la dynamique rapide, permettant de modéliser une poche de fluide de manière globale, l’interaction étant gérée sous forme de pression aux parois, régie par des lois analytiques liant la pression à la température, le volume, la quantité de fluide. Toutes ces variables sont considérées uniformes pour une même cavité.

L’étude du comportement de certaines structures nécessite parfois la mise en place de modélisations matériau plus complexes que la traditionnelle loi de Hooke. AROBAS Technologies est à même de vous faire profiter de son savoir-faire sur des modélisations complexes de type :

  • Matériaux composites drapés (modèles multi-couches) ;
  • Matériaux composites à matrice chargée (chainage avec logiciel de simulation d’injection) ;
  • Lois hyperélastiques (type Mooney-Rivlin, pour élastomères) ;
  • Lois visqueuses (couplées type Chaboche-Lemaître, ou simples modèles de fluage type Garofalo, Norton).