SOLIDWORKS Simulation est un outil puissant pour les ingénieurs souhaitant valider leurs conceptions et prédire le comportement en conditions réelles. Cependant, comme tout logiciel sophistiqué, il peut produire des résultats inexacts s'il est mal utilisé. Cet article de blog met en lumière cinq erreurs fréquentes commises par les utilisateurs de SOLIDWORKS Simulation et fournit des conseils pratiques pour les éviter.

Erreur 1 : Définition insuffisante des installations et des charges

L'un des aspects les plus critiques de toute simulation est la représentation fidèle des conditions aux limites réelles. Nombre d'utilisateurs commettent l'erreur de simplifier à l'excès ou de négliger de définir précisément leurs dispositifs et leurs charges, ce qui conduit à des distributions de contraintes et à des déplacements irréalistes.

Comment l'éviter :

• Comprenez votre application : avant même d’ouvrir SOLIDWORKS Simulation, assurez-vous de bien comprendre comment votre pièce sera contrainte et chargée dans son environnement réel.
• Utilisez des contraintes réalistes : n’appliquez pas systématiquement la géométrie fixe. Envisagez d’utiliser des mécanismes à rouleaux et à glissières pour les faces pouvant se déplacer tangentiellement mais pas normalement, ou des supports élastiques pour les interactions de base plus complexes.
• Appliquez les charges avec précision : répartissez les forces et les pressions comme elles se produiraient en réalité. Si une charge est appliquée par un boulon, envisagez d’utiliser des connecteurs de boulons ou d’appliquer la charge sur les faces d’appui des trous de boulons. Pour les scénarios de chargement complexes, envisagez d’utiliser des charges/masse distantes pour une représentation précise.
• Revue avec diagrammes de corps libre : Dessinez un diagramme de corps libre de votre composant. Cet exercice simple vous permettra de visualiser toutes les forces et contraintes, et de vous assurer qu’aucun élément n’est omis lors de la configuration de votre simulation.

Erreur n° 2 : Propriétés des matériaux inappropriées

SOLIDWORKS Simulation dépend fortement des propriétés des matériaux attribuées à vos pièces. L'utilisation de propriétés de matériaux incorrectes ou par défaut est une erreur courante qui peut invalider complètement vos résultats. Par exemple, utiliser un alliage d'acier standard alors que votre pièce est fabriquée à partir d'un polymère spécialisé produira des résultats très différents et incorrects.

Comment l'éviter :

• Vérification des données des matériaux : assurez-vous toujours que les propriétés des matériaux (module de Young, coefficient de Poisson, limite d’élasticité, etc.) que vous utilisez reflètent fidèlement les caractéristiques réelles du matériau de votre composant.
• Matériaux personnalisés : Si votre matériau ne figure pas dans la SOLIDWORKS , créez un matériau personnalisé et saisissez les propriétés correctes à partir des fiches techniques ou des tests de matériaux.
• Effets de la température : N’oubliez pas que les propriétés des matériaux peuvent varier considérablement avec la température. Si votre application implique des variations de température, envisagez d’utiliser des données sur les propriétés des matériaux en fonction de la température, si elles sont disponibles, ou de réaliser plusieurs études à différentes températures extrêmes.
• Matériaux non linéaires : Pour les matériaux comme le caoutchouc ou les plastiques soumis à de fortes déformations, les modèles élastiques linéaires peuvent s’avérer insuffisants. Il est conseillé d’explorer les modèles de matériaux non linéaires pour une représentation plus précise.

Erreur 3 : Mauvaise qualité et densité du maillage

Le maillage est fondamental pour toute analyse par éléments finis (AEF). Un maillage de mauvaise qualité peut entraîner des concentrations de contraintes inexactes, des instabilités numériques et des temps de calcul inutilement longs. Un maillage trop grossier ne permettra pas de détecter les gradients de contrainte critiques, tandis qu'un maillage trop fin consommera des ressources de calcul excessives sans apporter de précision significative.

Comment l'éviter :

• Commencez par un maillage global : Commencez par un maillage global plus grossier pour obtenir une première compréhension de la distribution des contraintes.
• Amélioration des zones critiques : Une fois les zones de forte concentration de contraintes identifiées (par exemple, les congés, les trous, les angles vifs), utilisez la fonction « Contrôle du maillage » pour affiner le maillage dans ces régions spécifiques. Cela permet un calcul des contraintes plus précis là où c’est le plus important, sans surmailler l’ensemble du modèle.
• Vérification de la qualité du maillage : utilisez le graphique de qualité du maillage pour identifier les éléments présentant des rapports d’aspect ou des valeurs jacobiennes faibles. Un remaillage ou un ajustement des paramètres du maillage peut s’avérer nécessaire pour ces zones.
• Adaptivité H et adaptivité P : exploitez SOLIDWORKS Simulation. L’adaptivité H affine automatiquement le maillage dans les zones à fort gradient, tandis que l’adaptivité P augmente l’ordre polynomial des éléments. Ces deux fonctionnalités permettent d’obtenir des résultats plus précis avec moins d’intervention manuelle.

Erreur n° 4 : Négliger les conditions de contact

Dans les assemblages, l'interaction entre les pièces est cruciale. Négliger de définir des conditions de contact appropriées (ou se fier uniquement au contact « collé » par défaut) est une erreur fréquente qui peut engendrer des résultats physiquement impossibles, comme des pièces qui se traversent ou un transfert de charge incorrect.

Comment l'éviter :

• Comprendre l'interaction des pièces : Déterminez comment vos composants vont se toucher et interagir physiquement.
• Contact sans pénétration : Pour des interactions réalistes où les pièces se touchent et se poussent l’une contre l’autre sans liaison, utilisez le contact « sans pénétration ». Cela empêche toute interpénétration et simule fidèlement les forces de compression.
• Frottement : Si le frottement joue un rôle important, définissez un coefficient de frottement pour vos ensembles de contact. Ceci est essentiel pour les applications impliquant le glissement ou la préhension.
• Liaison vs. Libre : Il est important de comprendre quand utiliser « Liaison » (pièces fixées de manière permanente et fonctionnant comme un seul élément) et « Libre » (aucun contact défini, les pièces peuvent se traverser). Le contact global « Liaison » par défaut peut s’avérer dangereux s’il n’est pas prévu.
• Ensembles de contacts de composants : utilisez des ensembles de « contacts de composants » spécifiques pour les interfaces critiques plutôt que de vous fier à des définitions de contacts globales, en particulier dans les assemblages complexes.

Erreur n° 5 : Mauvaise interprétation des résultats

Générer de belles courbes de contrainte ne représente que la moitié du travail ; comprendre leur signification est tout aussi important. Une erreur fréquente consiste à se focaliser uniquement sur la valeur de contrainte maximale sans tenir compte de son emplacement, du type de contrainte ou des limites de la simulation.

Comment l'éviter :

• Comprendre les types de contraintes : différencier la contrainte de Von Mises (utilisée pour la limite d’élasticité des matériaux ductiles), les contraintes principales (utiles pour les matériaux fragiles et pour comprendre la tension/compression) et la contrainte de cisaillement.
• L'emplacement est crucial : ne vous contentez pas de considérer la contrainte maximale ; il est essentiel de comprendre où elle se produit. Se situe-t-elle au niveau d'un point de concentration de contraintes connu (par exemple, un angle vif) qui pourrait être atténué par un congé, ou dans une zone porteuse critique ?
• Échelle de déformation : Méfiez-vous des graphiques de déformation exagérés. Bien qu’utiles visuellement, ils peuvent donner une impression catastrophique de petites déformations acceptables. Vérifiez toujours les valeurs réelles de déplacement.
• Coefficient de sécurité : Ne vous contentez pas d’examiner la contrainte ; calculez et comprenez votre coefficient de sécurité. Cela vous permettra de mieux évaluer la vulnérabilité de votre conception à la rupture.
• Validation et calculs manuels : Dans la mesure du possible, validez vos résultats de simulation par des calculs manuels, des données empiriques ou des essais physiques, notamment pour les aspects critiques de la conception. Cela contribue à renforcer la fiabilité de votre approche de simulation.
• Convergence : Pour les études complexes, assurez-vous que vos résultats ont convergé (par exemple, les valeurs de contrainte se stabilisent à mesure que le maillage est affiné).

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Hanen Bdioui

Représentant(e) en développement des ventes chez ChampionXperience

Hanen Bdioui est rédactrice en chef chez ChampionXperience, où elle supervise le contenu relatif à la CAO, la VR et les technologies émergentes de l'ingénierie. Elle travaille chez Dassault Systèmes en tant que créatrice de contenu et ingénieure d'application SOLIDWORKS , et contribue également comme rédactrice technique pour Engineering.com et EngineeRules, traitant de sujets liés à la CAO, au PLM et à la simulation. Hanen crée par ailleurs du contenu spécialisé pour 3DEXCITE, la plateforme 3DEXPERIENCE et Onshape, afin d'accompagner les ingénieurs et les entreprises dans l'adoption de flux de travail numériques modernes.

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