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Analyse par éléments finis (FEA)

L'analyse par éléments finis (FEA) est la modélisation de produits et de systèmes dans un environnement virtuel, avec pour objectif de détecter et de résoudre des problèmes potentiels (ou réels) de structure ou de performance. La FEA est la mise en pratique de la méthode par éléments finis (FEM), qui est utilisée par les ingénieurs et les scientifiques pour une modélisation mathématique et une résolution numérique de problèmes structurels complexes, de fluides et multiphysiques. Le logiciel de FEA peut être utilisé dans une multitude de secteurs, mais n'est pas couramment utilisé dans les secteurs de l'aéronautique, de la biomécanique et de l'automobile.

Un modèle par éléments finis (FE) comprend un système de points, appelés "nœuds", qui définissent la forme de la conception. Les éléments finis proprement dits, qui forment le maillage d'éléments finis et contiennent les propriétés du matériau et de la structure du modèle, définissant la manière dont ce dernier réagira dans certaines conditions, sont connectés à ces nœuds. La densité du maillage d'éléments finis peut varier dans le matériau, en fonction de la modification des niveaux de contraintes dans une zone particulière. Les régions qui subissent des modifications de contraintes importantes nécessitent habituellement une densité de maillage plus forte que celles subissant peu ou pas de variations de contraintes. Les points d'intérêt peuvent inclure des points de rupture d'un matériau préalablement testé, d'angles, de zones aux détails complexes et subissant de fortes contraintes.

Création de modèles par éléments finis

L'utilisation de poutres et de coques au lieu d'éléments volumiques permet de créer un modèle représentatif avec moins de nœuds sans compromettre la précision. Chaque schéma de modélisation requiert la définition d'une gamme de propriétés différente, par exemple les zones de coupe, l'épaisseur des plaques, les moments d'inertie, la rigidité de flexion, la constante de torsion et le cisaillement transversal.

Simulation d'environnements de travail réels

Pour simuler les effets d'environnements de travail réels dans la FEA, divers types de charges peuvent être appliqués au modèle FE, y compris des charges nodales (forces, moments, déplacements, vitesses, accélérations, température et flux de chaleur), de base (charge distribuée, pression, température et flux de chaleur), ainsi que des charges dues à l'accélération de la masse corporelle (gravité).

Les types d'analyses par FE inclus sont : statique linéaire, statique et dynamique non linéaire, modes propres, réponse dynamique, flambage et transfert thermique. Les résultats généralement calculés par le solveur incluent les déplacements nodaux, les vitesses et les accélérations, ainsi que les forces élémentaires, les déformations et les contraintes.

Avantages de la FEA

La FEA peut être utilisée pour la conception de nouveaux produits, ou pour améliorer un produit existant. Cela permet de s'assurer que la conception sera bien conforme aux spécifications avant la fabrication. La FEA vous offre les possibilités suivantes :

  • Prévoir et améliorer les performances et la fiabilité des produits

  • Réduire le nombre de prototypes physiques et de tests

  • Evaluer des conceptions et des matériaux différents

  • Optimiser les conceptions et réduire la quantité de matériau utilisé