Probleme de simulation de contraintes-analyse statique

[Anonymous]

Bonjour, je suis utilisateur de fusion 360 depuis 3 mois maintenant et c'est un logiciel que je trouvais complexe à prendre en main (venant d'inventor, des détails tel que les captures de positions ou les liaisons m'échappait) mais je commence a bien comprendre et a exploiter la puissance de ce logiciel.

Aujourd'hui j'ai un soucis concernant un dossier sur lequel je travail lorsque je fais des simulations mécaniques.

Je travail en tant que collaborateur freelance CAO pour un client. Ce dernier a conçu et fabriqué un cadre mécano soudée permettant le maintien en position d'un sac type big bag contenant une charge de maximum 500kg. Mon travail dans ce projet a été de modélisé les éléments mécaniques, réalisé l'assemblage, faire des mises en plans, et on m'a demandé de réalisé des simulations mécanique.

N'étant pas un expert, j'était hésitant mais j'ai tenté de me lancer dans ce travail. Je précise que j'ai déjà réaliser quelques simulations sur des châssis mécano-soudés sous inventor, et n'ayant pas beaucoup d'expérience, je comprends l'essentiel de la méthodologie à appliqué mais certaines subtilité m'échappent encore.

J'ai réaliser une première simulation de mon cadre seul et tout s'est bien passé, une fois les contact, contraintes et matière définies, j'ai eu des résultats satisfaisant pour la validation du projet.

Les points d'accroche du sac étant les pions situé sur la parti supérieur du cadre (l'éléments en lévitation au dessus faisant parti de la conception mais indépendant des éléments simulés). La charge a été simulé en tant que charge distante reliant ces pions au centre de gravité estimé du sac, magnitude de 5000N (500kg charge max). la contrainte fixe a été placé sur les embase des roulettes, ces dernières étant considéré comme fiables car dimensionné supérieur a la charge admissible de 500kg via les documents de fournisseur. Cette simulation a été correcte.

Le soucis que je rencontre est dans une configuration ou le chariot disparait (chariot amovible) et ou les cadres métalliques sont superposés l'un au dessus de l'autre :

Dans cette config j'ai gardé complet le cadre du bas et la partie basse du 2nd pour simulé le 1er.

j'ai réparti les efforts comme montré ci après : une charge distante de 5000N et une charge (représenté par les 4 flèches bleues)  de 16000N soit 1600kg, le poids des deux cadres complet tout au dessus, les éléments retirer sur le second pour simplifier la simu et les sacs de 500kg sur les deux cadres supérieurs. 
Pour vous donnez une idée du dimensionnement, l'immense majorité des profilés utilisé est du 30x30x2 inox 304L.

Le soucis que je rencontre est lorsque j'effectue ma simulation , un point de faiblesse est identifié. La localisation de ce point de faiblesse me semble correct mais les valeurs sont énormément supérieures à celle attendue. 

Mon client me certifie que sa construction tiendra la charge et que c'est de mon coté que vient l'erreur, mais comment en être certain ?

 Comment savoir d'où peut venir l'éventuelle erreur ? Je n'ai pas suffisamment d'expérience en dimensionnement de structures pour être certain que la conception est sous dimensionnés au regard des contraintes imposées, surtout que mon client (sans faire de test ni calcul, avec l'expérience de 30 ans derrière lui) m'assure que tout est dimensionné correctement.

Je vous mets ci joint mes rapport de simulation pour plus d'informations. N'hésitez pas a me questionner ou demander quoi que ce soit, je reste entièrement disponible pour vous donner tout les éléments nécessaire.

Merci d'avance à ceux qui auront pris le temps de me lire et d'éventuellement m'aidé, ce post est un peu mon dernier recours pour ce projet la 

[Anonymous]

Bonsoir,

après avoir retravaillé mon modèle pour régler des petits soucis, que ce soit sur la 3d comme sur la simulation de contraintes en elle même, j'ai pu obtenir des résultats plus satisfaisant et semblant plus "probable" par rapport a la réalité. Les entretoise sont les pièces qui concentrent le plus de contraintes. Cette pièce nécessite des saignées pour réalisé le pliage sans encombre, et ces saignés représentait des points de faiblesse. Après modification de cette pièce ( point de soudure au niveau de la saignée après pliage), j'ai retenté une simulation pour vérifier l'utilité de la modification et la c'est le drame. Avec les même paramètres, contraintes contact et efforts, j'ai un soucis de paramétrage qui m'empêche de mené a bien cette simu : 

Il semblerait que cette erreur viennent d'un assemblage peut contraint. Il est vrai qu'une bonne moitié de l'assemblage est considéré comme libre lors de la vérification des degré de liberté. J'ai tenté de rajouté des contacts et contraintes mais malheureusement, ces pièces restent "libre" et rajouté des contraintes ou contact travestirait la simu par rapport a la réalité. Y'a t-il un petit Tips a connaitre, des astuces ou quoi que ce soit mem permettant de finir cette simu ? Les pièces libre en mouvement sont statique de par leurs positionnement, les efforts appliqué, et la gravité (ces éléments sont libre uniquement sur l'axe Z, la même direction que mes efforts vers le bas).

Merci d'avance pour tout ceux qui m'auront lu et encore plus a ceux qui tenteront de m'aider. 

Bonne journée

[Fabian_perree]

Bonjour @Anonymous ,

Sans le modèle difficile de vous aider.

Par définition une étude statique ne comporte pas de degré de liberté. Si il y'a un degré de liberté ce n'est plus statique mais dynamique, d'où le message d'erreur.

Néanmoins, dans les paramètres de l'étude, vous pouvez équilibrer vos systèmes, c'est possible si les efforts sont en effet bien positionnés en utilisant Supprimer les modes de corps rigides : 

Mais ce n'est pas la réponse parfaite, en fonction des modèle et des contraintes on arrivera pas forcément à équilibrer les systèmes. Dans votre cas je pense qu'on peut rendre statique l'ensemble sans travestir l'étude avec les contacts entre les pièces, c'est à dire supprimer les degrés de liberté.

MAIS à première vue votre simulation n'est pas juste. Vos élément sont des éléments fins (Epaisseur très inférieur par rapport à la taille de la pièce). C'est éléments sont en général simplifié sur d'autres logiciels, Fusion 360 ne prend pas encore en charge cela. Il faut donc que vous ailler au moins 4 éléments dans le sens de l'épaisseur la plus fine sur votre maillage, vue le modèle je doute que vous arriviez à générer un maillage puis une simulation en respectant cela.

Avez vous fait un calcul de vérification aux endroits simples pour valider votre simulation ? Sans ça vous ne pouvez pas justifier votre étude.

Je pense en effet que vous manquez d'expérience dans ce domaine et commencer directement avec un assemblage complexe n'est pas le plus simple. De nombreux tutoriels sur le calcul par élément finis sont disponible sur Internet, je vous conseille d'en apprendre plus à ce sujet et de réessayer avec des pièces simples avant de faire une simulation d'un ensemble complexe avec des pièces fines.

Cordialement 

[Anonymous]

Bonjour, merci pour votre réponse.

Tout d'abord, je peux vous transmettre le modèle 3D permettant de réaliser la simulation si vous le souhaiter, néanmoins, étant un projet professionnel et mon client souhaitant un maximum de confidentialité, je ne souhaite pas le poster directement sur le forum, souhaitez vous que je vous le transmette via messagerie privé ou autre ?

J'essaie actuellement de faire ma simulation via la suppression des modes de corps rigide mais comme je comprends votre message, le manque de contrainte de ma simulation n'est pas ma seul erreur. (update, ma simulation cloud vient de se terminer et ce n'était effectivement pas de la que venait le soucis)

Je n'ai pas été confronté à beaucoup de simulation mécanique jusqu'à maintenant. Les seuls que j'ai pu voir en formation scolaire sont des études simple comportant au plus 2 éléments. J'ai cependant fait 5 à 10 simulations sous Inventor, les résultats semblait fiable, cependant je ne peux rien affirmer de ce coté ci .
Je ne comprends pas la partie de votre réponse concernant les 4 éléments dans le sens de l'épaisseur la plus fine, pouvez vous développer un peu cela ? Si je comprends bien, d'autre logiciel comme Inventor simplifie le modèle de simulation en remplaçant le corps fins par un modèle simplifiant le calcul ?
J'ai bel et bien un maillage respectant les épaisseur de mes profilés et modélisant assez précisément ces élément (mailles très fines au niveau des congés intérieur).
lorsque vous parlez de calcul de vérification, vous parlez de calcul de RDM manuel c'est bien cela ? Si oui, je n'en ai pas encore faire, cela resterait tout de même une approximation me guidant il est vrai vous avez raison.

J'ai pu naviguer via votre profil autodesk sur votre profil linkedIn ou vous proposer des vidéos de formations. Ayant un accès a ces formations, je souhaitais savoir tant que j'échange avec vous si la méthodologie appliqué sous SolidWorks dans vos cours pourra s'appliquer à fusion360, ou si je devrais totalement me réadapter a Fusion par la suite (pour les fonctionnalité plus poussés).

Je vous remercie encore pour votre aide.

[Fabian_perree · Accepted solution]

Bonjour @Anonymous ,

J'évite de travailler sur les modèles directement si vous ne pouvez pas le partager à la communauté.

Le but est que si quelqu'un d'autre à des questions il puisse y répondre avec les messages du forum.

Je ne comprends pas la partie de votre réponse concernant les 4 éléments dans le sens de l'épaisseur la plus fine, pouvez vous développer un peu cela ?

C'est l'une des règles à connaitre lorsque l'on fait du calcul par éléments finis, il faut au minimum 4 éléments de maillage dans vos épaisseurs. Ainsi peu importe le congé, ce qui est important est d'avoir sur l'ensemble des poutres au moins 4 mailles dans l'épaisseur. Soit dans votre cas énormément d'éléments (car on ne peut pas simplifier les poutres).

4 mailles dans l'épaisseur de la poutre :

Je doute que vous aillez cela sur l'ensemble du modèle.

Si je comprends bien, d'autre logiciel comme Inventor simplifie le modèle de simulation en remplaçant le corps fins par un modèle simplifiant le calcul ?

Oui, les éléments type poutre se décomposent en élément filaire sur lesquels on applique les propriété mécanique de la section :

Sur les tôles on décompose en surface :

Sinon le calcul est bien trop complexe.

Lorsque vous parlez de calcul de vérification, vous parlez de calcul de RDM manuel c'est bien cela ?

Oui, en appliquant les principes de RDM et en utilisant les abaques, on vérifie aux endroits simples si le résultat est cohérent avec nos calculs de simulation.

J'ai pu naviguer via votre profil autodesk sur votre profil linkedIn ou vous proposer des vidéos de formations. Ayant un accès a ces formations, je souhaitais savoir tant que j'échange avec vous si la méthodologie appliqué sous SolidWorks dans vos cours pourra s'appliquer à fusion360, ou si je devrais totalement me réadapter a Fusion par la suite (pour les fonctionnalité plus poussés)

Il y'a pas mal de choses que vous pourrez mettre en pratique sur Fusion en particulier dans les premières chapitres, mais il faudra trouver les fonctions correspondantes. Et la partie la plus importante pour vous (Chapitre 8 - Calculer les Poutres) n'est tout simplement pas disponible sur Fusion (comme de nombreuses autres fonctions).

Vous trouverez surement beaucoup de tutoriels propres à Fusion sur Internet, malheureusement ils abordent rarement la validation des calculs.

En élément fini ce n'est pas parce qu'on arrive à obtenir un résultat qu'il est juste ET dans tous les cas ce n'est pas une note de calcul, c'est une aide au dimensionnement.

Cordialement

[patrick.emin]

Bonjour @Anonymous 

Si une des réponses résout votre problème ou vous a permis de mieux le comprendre, voulez vous avoir l'amabilité de cliquer sur le bouton  APPROUVER LA SOLUTION  en bas de la réponse qui apporte une solution?
Merci de ne pas accepter comme solution le message que vous êtes en train de lire.