Les calculs mécaniques permettent de prévoir d’éventuels points faibles, ou problèmes liés à l’assemblage et ainsi bien choisir les matériaux adéquates. Cependant, cela reste des éventualités et une interprétation futuriste de l’analyse. En effet, les principaux objectifs des calculs mécaniques sont de garantir que le dimensionnement respecte les normes, d’estimer la tenue mécanique du système tout en essayant de l’optimiser au maximum (gain de masse, d’encombrement, amélioration de la tenue) avant même la réalisation d’un prototype, de déterminer la durée de vie, et de simuler un process industriel Dans un bureau d’études, les calculs mécaniques sont primordiaux.
En effet, puisque les calculs sont là pour calculer et prévoir le comportement d’un système mécanique. Cela permet d’évaluer diverses caractéristiques mécaniques telles que la contrainte, la déformation nécessaires aux divers projets. Une fois que les pièces virtuelles sont récupérées, nous pouvons mettre en données le modèle (conditions aux limites du modèle, caractéristiques matériaux des pièces, conditions initiales pour le domaine dynamique, maillage…) et donc résoudre le système à l’aide d’un logiciel de calcul analytique. Puis une note de calcul selon la dimension du projet est rédigée, pour ensuite être transmise au client.
Les différents types de calculs :
Les calculs par éléments finis :
La méthode des éléments finis est une méthode numérique qui permet de prévoir le comportement de structures avant leur réalisation effective. Ainsi, le bureau détude chargé de la conception, des plans d’études et de réalisation de l’ouvrage simule les chargements normalisés neige-vent. Ces calculs de structure n’ont pas besoin d’être sous-traités à un bureau extérieur. On peut ainsi mener simultanément études, dimensionnements par le calcul et l’établissement des prix. Le dimensionnement du projet est ainsi rapidement obtenu et le devis de celui-ci s’établit sur des bases justes. Le cahier des charges est respecté et la composition du prix est parfaitement justifiée et justifiable.
Les calculs théoriques (RDM) :
La technique de calcul appelée RDM (Résistance Des Matériaux) consiste à définir les équations de calculs à partir d’une simple forme de référence, par exemple un cylindre, et de la typologie de sollicitations à exercer. Cette technique est surtout pratique pour faire de simples et rapides calculs. Elle permet de calculer rapidement le dimensionnement et les caractéristiques d’une pièce.
Chez TFL SOLUTIONS, nos dessinateurs projeteurs qualifiés peuvent parfaitement vous aider dans cette tâche.
Les calculs de structure :
Lorsque les calculs mécaniques d’appliquent à des ensembles comme des structures, alors il faut utiliser un modèle de calculs. Ainsi, chaque élément mécanique est représenté par une barre à laquelle on associe des propriétés physiques (section, inertie, matériau…).La vérification par le calcul est une partie très importante de chaque projet de construction. Les bureaux de contrôles s’appuient sur des notes de calculs pour toute installation afin de justifier la sécurité de l’installation.
Il faut également savoir qu’il existe plusieurs types calculs de structure :
Calcul de structure statique linéaire matériau :
Le calcul de structure linéaire matériau permet d’indiquer les zones qui subissent des déformations mais ne permet pas de quantifier le niveau de plasticité ni d’indiquer une éventuelle rupture
Calcul de structure statique non linéaire matériau :
Le rôle du calcul de structure est d’exploiter la loi comportementale réelle du matériau pour les déformations. Le calcul de structure non linéaire matériau indique par post-traitement d’éventuelles déformations plastiques et une rupture le cas échéant.
Calcul de structure non linéaire géométrique :
Le rôle des calculs de structure non linéaire géométrique est lorsqu’il y a de grandes déformations, il est impératif de recalculer la matrice de rigidité pour chaque calcul de structure.
Les principaux logiciels de calculs :
Pour l’orientation pluridisciplinaire :
- ANSYS
- Abaqus
- RFEM
- LS-DYNA
- RADIOSS
- Comsol Multiphysics
Pour l’orientation automobile :
- Pam-Crash
Pour l’orientation aéronautique :
- Nastran
- Marc, SAMCEF
- Code Aster
Pour les structures industrielles :
- ICAB
- Robot Structural Analysis
Autres :
- Maillage cellulaire Cast3M
- CAESAR (tuyauteries industrielles)
- VVD (appareils sous pression)
- Excel