G-MET Technologies - Mécanique des Structures (FEA)

Mécanique des structures(FEA)

Objectifs FEA

Les simulations numériques en mécanique des structures ont pour objectif d’étudier la résistance (au travers du calcul des contraintes), la rigidité (au travers du calcul des déformations) et les instabilités des structures et composants soumis à diverses actions mécaniques (effort, pression, température, accélération, excitation sinusoïdale ou aléatoire…).

Critère de dimensionnement

Le dimensionnement mécanique s’effectue à l’aide de règles spécifiques établies par la théorie et le retour d’expérience selon le type d’application. Ces règles sont énoncées dans des codes de conception et de construction tels que les EUROCODES, le RCC-M, le CODAP ou encore l’ASME.

Le dimensionnement peut s’effectuer de manière analytique ou numérique selon la complexité des structures à étudier.

Notre vision

G-MET Technologies réalise des calculs de dimensionnement mécanique et thermomécanique. Le dimensionnement est généralement basé sur une approche conservative. De plus, les facteurs de sécurité et les critères de résistance dépendent des codes normatifs utilisés (RCC-M, CODAP, EUROCODES…). Les conceptions complexes nécessitent le recours à la méthode des éléments finis (FEA) pour déterminer les contraintes et les déformations induites par un chargement mécanique, fluidique ou thermique. Les assemblages sont généralement dimensionnés de manière analytique à l’aide de feuilles de calculs. Afin d’optimiser le temps de calcul, le couplage poutre/coque, coque/solide ou parfois poutre/solide peut être utilisé.

Analyses statiques et transitoires implicites/explicites

Fatigue

Analyses vibratoires (modales, spectrales, transitoires)

Nos Compétences en FEA

Analyse de flambement linéaire et non linéaire

Thermomécanique

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Calculs Thermomécaniques

Couplage fort

La méthode de résolution peut prendre en compte le couplage entre thermique et mécanique par l’analyse simultanée de la température et de la déformation. En effet, c’est ce qu’on appelle un couplage fort qui est relativement lourd en calcul.

Couplage faible

Dans le cas où les problèmes thermiques et mécaniques peuvent être considérés découplés, il convient d’adopter une résolution de couplage faible consistant en la détermination initiale du champ de température. Puis, dans un second temps à l’évaluation des contraintes / déformations générées par ce champ de température.

Calculs Sismiques

G-MET Technologies effectue des calculs de dimensionnement sismique pour tout type d’équipement industriel, machines spéciales ou encore dispositifs d’irradiation nucléaire. De plus, la conception sous chargement sismique concerne la résistance mécanique des éléments de structure, de leurs assemblages (soudures, boulons) et de leurs ancrages au génie civil.

Trois principales méthodes de dimensionnement sont actuellement utilisées.

La méthode d’analyse statique simplifiée consiste à appliquer une accélération uniforme à la structure, correspondant à l’accélération maximale (au pic du spectre). Selon le type de structure, cette méthode n’est pas toujours conservative (1). Ainsi, un coefficient multiplicatif de 1,5 est souvent employé.
La méthode d’analyse modale spectrale qui consiste à déterminer les modes propres de la structure puis à effectuer la réponse spectrale en combinant les modes propres (SRSS ou CQC par exemple).
La méthode d’analyse transitoire, qui, contrairement aux deux précédentes, s’intéresse à la réponse temporelle de la structure sous l’effet du chargement sismique et pas seulement à une estimation des forces maximales induites. Cette méthode est beaucoup plus lourde en calcul.

(1) Calcul sismique – Non-conservatisme du calcul «pic» du spectre, Philippe MAUREL 2010.

G-MET Technologies est un bureau d’études spécialisé en simulations numériques appliquées à la mécanique des fluides (CFD), à la mécanique des structures (FEA) et aux transferts thermiques.