Il est possible de remplacer la qualification expérimentale pour certains produits (réalisée en cellule d’essai ou sur pot vibrant) par une qualification numérique (utilisant un modèle par éléments finis) afin de réduire les coûts et durées des cycles de développement (ou de correction de design).
Personnalisation d’essais – fiabilité et modélisation par éléments finis – Volvo Powertrain
Contexte et problématique
Enjeux
01
Réduction de la durée du cycle de développement
02
Optimisation des coûts
03
Augmentation de la réactivité des équipes projet
Points clés de développement
Identification et caractérisation de tous les chargements (statique, dynamique, température, …) à l’aide de mesures
Les charges statiques sont des forces qui ne changent pas avec le temps. Les mesures pour ce type de charge peuvent inclure la force appliquée, la position de la charge, l’angle d’application et la durée pendant laquelle la charge est appliquée.
Les charges dynamiques sont des forces qui changent avec le temps. Les mesures pour ce type de charge peuvent inclure la force appliquée, la fréquence de la charge, l’amplitude de la charge, la durée pendant laquelle la charge est appliquée et les caractéristiques de la source de la charge
Les charges électriques sont des charges qui résultent de la circulation de courant électrique dans un système donné. Les mesures pour ce type de charge peuvent inclure la tension électrique, le courant électrique, la fréquence du courant, la puissance électrique et les caractéristiques de la source de la charge (par exemple, le type de source d’alimentation électrique).
En général, pour caractériser pleinement les chargements, il est souvent nécessaire de mesurer plusieurs paramètres simultanément.
Modélisation par éléments finis représentative de la pièce (règles métier) et recalage
La modélisation par éléments finis (MEF) est une technique numérique qui permet de représenter le comportement d’une pièce ou d’un système en le subdivisant en un grand nombre d’éléments finis. Chaque élément fini est caractérisé par un ensemble de propriétés matérielles et géométriques qui déterminent son comportement. La méthode des éléments finis est largement utilisée dans l’industrie pour simuler le comportement des structures mécaniques, électromagnétiques ou thermiques.
Calcul de réponse et estimation de la durée de vie
Ces méthodes permettent d’évaluer les effets de différents scénarios d’exploitation sur la durée de vie résiduelle de la structure et de planifier des inspections et des réparations en conséquence.
Résultats et gains
Caractérisation de la durée de vie du produit
La durée de vie peut être influencée par plusieurs facteurs tels que la qualité du produit, sa conception, les matériaux utilisés, les conditions d’utilisation, l’environnement, la maintenance et l’entretien.
Optimisation du design pour atteindre la durée de vie souhaitée
L’optimisation du design d’un produit pour atteindre la durée de vie souhaitée nécessite une approche intégrée qui prend en compte les différents facteurs qui influencent la durabilité du produit (choix des matériaux , conception, test de fiabilité, maintenance programmée).
Réduction des couts et durées liés au développement / modifications de produits
L’utilisation de modèles numériques peut aider à réduire les coûts en identifiant les inefficacités et en proposant des solutions pour les éliminer.
