Auparavant, la simulation impliquait l'installation de logiciels lourds, la gestion des licences, la configuration des solveurs, l'exportation des fichiers et l'espoir que votre station de travail puisse gérer le maillage.

Avec Onshape Simulation, les choses fonctionnent différemment:

• Aucune installation n'est requise.
• Aucun solveur local.
• Aucune exportation entre CAO et IAO.
  

Tout s'exécute dans le même environnement cloud que celui utilisé pour la conception. Grâce à la gestion des branches et des fusions , vous pouvez configurer des modifications de simulation dans un espace de travail distinct sans impacter votre modèle de production, garantissant ainsi une synchronisation parfaite entre la conception et l'analyse.

Passons en revue tout ce que vous devez savoir.

Qu'est-ce que la simulation Onshape ?

Onshape Simulation est un environnement d'analyse par éléments finis (FEA) natif du cloud, rapide et facile à utiliser, intégré directement dans l' Onshape .

Contrairement aux outils de simulation de bureau traditionnels qui nécessitent :

• Exportations complexes
• Logiciel CAE séparé
• Matériel local haut de gamme

Onshape Simulation s'exécute directement dans votre navigateur web et gère les calculs complexes dans le cloud.

Grâce à l'intégration complète Onshape Simulation avec le modèle de données Onshape , votre simulation reste directement liée à votre conception. Aucune exportation ni conversion de fichiers n'est nécessaire : lorsque vous modifiez une pièce, vos résultats sont mis à jour automatiquement.

Vous souhaitez essayer Onshape mais n'en avez pas encore eu l'occasion ? Inscrivez-vous pour un compte gratuit ou essayez Onshape Professional, qui comprend Simulation, CAM Studio et Render Studio, grâce au programme Discovery .

Que signifie réellement « simulation dans le nuage » ?

La simulation de cloud dans Onshape signifie :

• Vous créez votre modèle dans le navigateur
• Vous configurez l'analyse dans le même document
• Le maillage et la résolution s'exécutent sur des serveurs cloud distants
• Votre ordinateur n'effectue pas de calculs complexes

Même sur un ordinateur portable standard, vous pouvez effectuer des études structurelles sans ralentir votre système.

Le véritable avantage réside dans le fait que la simulation reste parfaitement liée à votre modèle CAO. En cas de modification de la géométrie, il vous suffit de mettre à jour le modèle et de relancer l'analyse. Plus besoin d'exporter des fichiers, de nettoyer le modèle ni de réaliser des corrections de conversion fastidieuses : la simulation s'intègre naturellement au processus de conception.

Capacités de simulation Onshape

Analyse statique linéaire

Onshape Simulation aide les concepteurs à prendre de meilleures décisions dès les premières étapes de la conception. Fonctionnant directement dans l'environnement d'assemblage, il permet de vérifier la résistance de la conception sans quitter le modèle CAO.

Son principal outil est l'analyse statique linéaire , l'un des types de simulation les plus courants en ingénierie. Elle répond à deux questions simples : l'objet
va-t-il se rompre ?
Va-t-il se déformer excessivement ?

Cette analyse calcule les contraintes et les déplacements lorsqu'une charge constante est appliquée. Elle suppose un comportement normal du matériau et de faibles déformations, ce qui est suffisant pour la plupart des pièces mécaniques courantes.

Les ingénieurs peuvent évaluer la contrainte de Von Mises, les contraintes principales, le déplacement, les forces de réaction et le coefficient de sécurité afin de déterminer si un support risque de céder, si un boîtier est suffisamment résistant ou si la déformation reste dans les limites acceptables. Pour la plupart des composants mécaniques, cela couvre l'essentiel des besoins de validation courants.

Analyse statique linéaire des bielles

Analyse modale

L'analyse modale ne se limite pas à la vérification de la résistance. Elle implique l'analyse du comportement d'une structure lorsqu'elle vibre.

Au lieu d'appliquer une force constante, l'analyse modale calcule la fréquence propre d'une pièce. Cela permet d'éviter la résonance, qui se produit lorsqu'un objet est soumis à une force extérieure égale à sa fréquence propre, provoquant des vibrations extrêmes.

La résonance peut s'avérer particulièrement problématique avec les cadres légers, les pièces rotatives ou les produits utilisés dans un environnement dynamique.

En analysant les vibrations dès les premières étapes de la conception, les ingénieurs peuvent rendre leur produit plus rigide, moins bruyant et plus fiable.

Exemple de simulation modale réalisée sur un frein de voiture

Soulagement inertiel

Pour les cas plus complexes, Inertial Relief permet d'analyser des pièces non fixées. C'est particulièrement utile pour les aéronefs en vol ou les satellites dans l'espace, où il est impossible de simplement boulonner le modèle. Le système équilibre automatiquement les charges sans ajouter de supports virtuels.

Exemple d'analyse de délestage inertiel effectuée sur le bras de commande inférieur

Les copains comme physique

Onshape propose également une idée ingénieuse : « Mates as Physics » . Dans d’autres applications d’analyse par éléments finis, la définition de l’assemblage des pièces peut s’avérer très chronophage. Il faut spécifier les types d’assemblage (collage, glissement, frottement, etc.). Cela peut se complexifier, notamment pour les assemblages plus complexes.

Si vous demandez à un expert en simulation quelle est la partie la plus difficile de son travail, il ne vous répondra pas « les mathématiques », mais « les contacts »

L'analyse par éléments finis traditionnelle nécessite de définir manuellement comment chaque pièce entre en contact avec toutes les autres :

• Liaison ?
• Glissement?
• Avec frottement ?
• Avec des lacunes ?

Dans les assemblages complexes, cela peut prendre des heures. Onshape a simplifié ce processus. Le logiciel utilise vos pièces d'assemblage. Cela signifie :

• Assemblage par fixation → Liaison collée
• Liaison rotative → Liberté de rotation
• Slider Mate → Traduction contrôlée

En connaissant le mode d'assemblage, la simulation permet une configuration très rapide. Ce qui prenait des heures se fait désormais en quelques secondes.

SIMULATION PAR ÉLÉMENTS FORMULAIRES (FEA) traditionnelle

Dans les logiciels d'analyse par éléments finis traditionnels, la configuration initiale est très chronophage : contacts, maillage, paramètres du solveur… L'ensemble du processus peut s'avérer lourd et lent.

Avec Onshape, une fois votre assemblage entièrement défini, il vous suffit d'ajouter une charge et d'en visualiser les résultats. C'est simple et rapide. La simulation s'intègre naturellement à votre processus de conception, sans nécessiter d'étape supplémentaire.

Accès à la simulation Onshape

La simulation fait partie de l'environnement de modélisation. Les utilisateurs d' Onshape Professional, Enterprise et Educator ont accès à Onshape Simulation.

Où le trouver

• Ouvrez le panneau de simulation situé à droite de n'importe quel onglet d'assemblage
• Sélectionnez « Afficher les résultats » pour lancer le calcul

Une fois activée, la définition de la simulation reste associée à votre modèle. Les résultats sont versionnés et disponibles tout au long de l'historique de conception.

Interface de simulation Onshape

Onshape Simulation se présente comme un guide utile, simplifiant le processus même pour les débutants en simulation.

Panneau de simulation

Votre centre de commandement pour :

• Charges et contraintes
• Type d'analyse (statique ou modale)

• Méthodes de connectivité

Visualisation de la connectivité

Un mode dédié qui montre comment le solveur interprète votre assemblage :

• Différentes couleurs pour les liaisons rigides
• Degrés de liberté mobiles mis en évidence

Légende des résultats

Légende dynamique pour :

• Stresser
• Déplacement
• Coefficient de sécurité

Vous pouvez ajuster les limites supérieures et inférieures pour cibler des zones spécifiques. Par exemple, vous pouvez mettre en évidence les régions où le facteur de sécurité est inférieur à 2,0 afin d'identifier rapidement les risques potentiels.

Zone graphique

Les résultats s'affichent directement sur votre modèle grâce à des cartes de couleurs claires. Vous pouvez facilement faire pivoter, zoomer et inspecter le modèle.

Vous pouvez également animer la déformation pour observer comment la structure se plie ou se tord sous la charge, ce qui permet de mieux comprendre son comportement en conditions réelles.

Schéma de couleurs Viridis

Onshape utilise le schéma de couleurs Viridis pour afficher clairement les résultats. Les couleurs sont faciles à lire et conçues pour être accessibles, y compris aux personnes daltoniennes.

Géométrie, matériaux et installation

Vous pouvez simuler :

• Les pièces individuelles (elles doivent être placées et définies à l'intérieur d'un assemblage pour exécuter la simulation)
• Conceptions multicorps
• Assemblées

Les matériaux possèdent des propriétés telles que :

• module de Young
• Coefficient de Poisson
• Densité
• limite d'élasticité

Des charges et des contraintes peuvent être appliquées à :

• Visages
• Bords
• Sommets

Le maillage est automatique et basé sur le cloud, avec un contrôle du raffinement permettant d'équilibrer vitesse et précision.

Quels sont les modules complémentaires disponibles ?

Pour des besoins de simulation plus poussés, Onshape s'intègre aux applications partenaires disponibles sur l' Onshape App Store . Ces modules complémentaires étendent les fonctionnalités de la plateforme au-delà de l'analyse structurelle intégrée.

Simulation thermique et fluidique (CFD) – Module complémentaire disponible via des partenaires comme SimScale .

Permet :

• analyse du transfert de chaleur
• Simulation du flux d'air
• Distribution de la température

Exemple : Validation des performances de refroidissement dans une enceinte.

Simulation physique pilotée par l'IA disponible via Luminary Cloud .

Permet :

• Prédictions physiques rapides grâce à l'IA
• Exploration rapide de la conception
• Aperçus des performances en phase de démarrage

Exemple : Comparaison de plusieurs variantes de conception en quelques minutes.

Quels forfaits Onshape incluent la simulation ?

L'accès aux outils de simulation structurelle est principalement réservé aux :

• Comptes professionnels
• Comptes d'entreprise

Pouvez-vous l'essayer gratuitement ?

Oui. Le programme Onshape

Les professionnels CAO qualifiés peuvent accéder à Onshape Professional gratuitement pendant une durée maximale de 6 mois .

Cela comprend :

• Simulation Onshape
• Studio CAM
• Studio de rendu

Cela vous permet de découvrir l'expérience complète « Plus qu'un logiciel de CAO » avant de l'acheter.

Analyse statique vs analyse modale – Comparaison rapide

La principale différence est simple :

• L'analyse statique se concentre sur l'intégrité structurelle sous charge constante.
• L'analyse modale se concentre sur les caractéristiques vibratoires.

Onshape vs CAE de bureau traditionnel

Résolution en quelques secondes

L'un des principaux avantages est la rapidité. Les résultats sont souvent obtenus en quelques secondes, et non en quelques heures.

ici des démonstrations en direct de simulations statiques au niveau de l'assemblage, mises en place et résolues en quelques secondes seulement .

La rapidité d'exécution influence les comportements. Lorsque la résolution est rapide, les ingénieurs simulent plus souvent et leurs décisions de conception s'en trouvent améliorées.

Ce qu'il ne fait pas (et pourquoi)

Onshape est honnête quant à son périmètre.

C'est une structure extrêmement performante, mais ce n'est pas une plateforme multiphysique complète.

Si besoin :

• Essais de collision à haute vitesse (dynamique explicite non linéaire)
• Écoulement de fluides complexes (CFD au-delà des modules complémentaires)

Vous pourriez avoir besoin d'outils spécialisés ou de partenaires de l'App Store tels que SimScale ou Ansys.

Onshape s'attache à fournir à 90 % des ingénieurs les outils dont ils ont besoin pour résoudre 90 % des problèmes structurels quotidiens.

Pourquoi choisir Onshape Simulation ?

L'ingénierie professionnelle est axée sur la gestion des risques.

Tu veux:

• Prévenir les pannes sur le terrain
• Évitez le surdimensionnement
• Itérer rapidement
• Collaborer efficacement

Onshape Simulation offre :

Rapidité – Résultats en quelques secondes
Accessibilité – Aucun matériel haut de gamme requis
Collaboration – Partagez une URL sécurisée, pas des captures d'écran
Intégrité – Résultats à la structure mathématiquement rigoureuse

Réflexions finales

Si vous utilisez déjà Onshape au quotidien, la simulation s'intègre naturellement à votre flux de travail. Inutile de changer d'outil ou d'exporter des fichiers : vous pouvez tester votre conception directement dans le document où elle a été créée.

Elle s'intègre à votre processus quotidien : ajuster, simuler, perfectionner. Et lorsque la simulation devient simple, les ingénieurs l'utilisent plus fréquemment.

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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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