Présentation
RÉSUMÉ
La conception d’un produit technique nécessite d’en évaluer les performances avant même son existence réelle. S’appuyant sur un modèle virtuel du produit pour déterminer son comportement physique, les logiciels de simulation numérique sont donc de première importance. La méthode des éléments finis est l’une des plus répandues dans ces logiciels. L’article présente tout d’abord les trois catégories d’usage des éléments finis dans un processus de conception, et identifie les principaux acteurs. Le constat qu’un usage pertinent de la méthode nécessite de bien connaître ses principes et ses limites conduit à les présenter dans une seconde partie de l’article. La troisième partie présente finalement les grandes étapes d’une démarche de mise en œuvre d’une simulation aux éléments finis.
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Franck POURROY : Maître de Conférences au laboratoire G-SCOP – Université de Grenoble Alpes, Grenoble (France)
INTRODUCTION
L’activité de conception est un processus complexe de création. Elle consiste à élaborer un produit ou un système conformément aux exigences d’un client, et dans le respect de certaines règles ou normes, de la disponibilité de certains matériaux, composants, ou moyens de production, ce qui revient à borner le domaine de création du produit. Elle se doit en outre de garantir la rentabilité financière de l’entreprise.
L’élaboration d’un Cahier des charges fonctionnel (CdCF, voir
En ce qui concerne le comportement mécanique du produit, l’ingénieur ou le concepteur dispose d’un large éventail de méthodes dont notamment :
les méthodes basées sur des connaissances « métiers » telles que des abaques, lois empiriques, banques de données, etc. ;
les méthodes de calcul simplifiées telles que la résistance des matériaux ;
les méthodes de calcul plus élaborées, généralement supportées par l’outil informatique, la méthode des éléments finis (MEF) étant la plus largement utilisée ;
les méthodes d’optimisation.
La mise en œuvre et l’utilisation pertinentes de ces méthodes, et plus particulièrement de la méthode des éléments finis, sont discutées dans cet article. L’enjeu est de taille puisque dans un contexte industriel fortement concurrentiel, il s’agit de :
réduire les coûts (optimisation des formes et des volumes de matière, choix des matériaux, diminution du nombre de prototypes, etc.) ;
réduire les délais (limiter...
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MOTS-CLÉS
éléments finis | simulation | conception assistée par ordinateur | simulation numérique
VERSIONS
Il existe d'autres versions de cet article :
- Version archivée 1 de avr. 1999 par Franck POURROY
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CET ARTICLE SE TROUVE ÉGALEMENT DANS :
Apports des éléments finis à la conception mécanique
La simulation numérique dans l’entreprise
Sources bibliographiques
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