Analyse numérique et simulation des structures mécaniques en dynamique
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L’analyse numérique des structures mécaniques par des éléments finis est la plus adéquate. Plusieurs logiciels industriels sont utilisés. Ils fonctionnent tous sur la base de même principe, et la connaissance de l’un d’entre eux permet de pouvoir prendre un autre en main. Dans le cadre de cette formation, nous avons choisi ANSYS parce que très répandu et disponible à l’UTBM. Cependant, pour des calculs occasionnels, ou pour pouvoir vérifier certains résultats, d’autres logiciels beaucoup plus faciles d’accès sont disponibles. C’est ainsi que la formation commence avec la boîte à outils « Structural Dynamics Toolbox » associée à MATLAB. Elle permet de fixer les principes et les différentes étapes du calcul de structures par éléments finis dans le domaine dynamique. Les logiciels d’analyse par éléments finis permettent aussi de calculer des réponses. Cependant, pour les problèmes simples ou pour dégrossir quelques comportements dynamiques, l’utilisation de SIMULINK, associé à MATLAB est aussi très indiquée. Ce type d’utilisation est aussi intégré dans le cours.

Contenu

1. Rappels d’éléments théoriques (Equations des petits mouvements autour d’une position
d’équilibre stable – Méthode de Rayleight-Ritz en éléments finis – Masses effectives – Principe de la condensation – Principe de la sous-structuration)

2. Mise en oeuvre de MATLAB et SIMULINK (Indications d’ordre général sur MATLAB et SIMULINK – Simulation de systèmes dynamiques par fonction de transfert ou câblage d’équation – liaison avec MATLAB / SIMULINK – Introduction de l’amortissement – Calculs préalables, énergie cinétique, énergie de déformation, assemblage par matrices de localisation des matrices de masse et de raideur – calcul de valeurs propres, de vecteurs propres – Simulation avec SIMULINK)

3. Utilisation de la boîte à outils « Structural Dynamics »
Fonctionnement (Conventions sur la numérotation des ddl, matrices des noeuds, des éléments,
– des matériaux, des sections – Génération des matrices de masses et de raideur – Fixations –
Résolution – Visualisation des résultats) – Applications (Poutre et plaque simplement encastrées –
Systèmes de deux poutres encastrées réunies par un charnière – Exemple tridimensionnel)

4. Utilisation d’ANSYS
Fonctionnement (Description du système à analyser – Recherche des modes propres et vecteurs
propres – Réponse dans le domaine dynamique – Sous-structuration) – Applications (Poutre et
plaque simplement encastrées (Modèle non condensé, puis condensé) – Poutres et plaques
reliées par mise en oeuvre de la sous-structuration)

L’objectif est de former les participants à l’utilisation des logiciels MATLAB, SIMULINK et ANSYS pour l’analyse numérique et la simulation des structures mécaniques en dynamique.

Cette formation s’adresse à des professionnels spécialistes de la conception de produits de niveau ingénieur et confrontés à des problèmes de dynamique et d’analyse vibratoire des structures mécaniques. Ils doivent avoir de bonnes connaissances de base en analyse dynamique et vibratoires des systèmes mécaniques.

Intervenant

Willy CHARON – Professeur des Universités

Durée de la formation

3 jours

Lieu

A l’UTBM Sévenans ou Belfort, ou dans l’entreprise si elle dispose des moyens matériels nécessaires.

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