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On donne ici un certain nombre d'exemples, éventuellement repris dans les fiches méthodologiques, illustrant les possibilités offertes par les ateliers de calcul éléments finis présents dans CATIA V5. Bien entendu, on se limite ici à l'étude de modèles linéaires (exceptée la présence de contact avec ou sans frottement), puisque CATIA ne fait pas plus.
Rigidité d'une boîte d'avance de machine-outil (Forest-Line) : cet exemple est tiré d'un sujet de construction de l'agrégation de mécanique externe ; la CAO a été reconstruite à partir de deux plans 2D ; afin de conserver une précision maximale et une grande rigidité, le constructeur a cherché à annuler tous les jeux ; pour cela, il a notamment choisi de placer deux arbres de sorties en parallèle (d'un point de vue cinématique, un seul aurait suffi) qui sont préchargés sur la crémaillère (astucieux système de précharge axiale sur l'arbre intérmédiaire utilisant les dentures hélicoïdales pour précharger les arbres de sortie) ; le comportement statique de l'ensemble n'est alors pas simple à appréhender, le système étant fortement hyperstatique ; on cherche ici à créer un modèle éléments finis simplifié des arbres et engrènements, permettant de calculer la rigidité axiale de la boîte d'avance en tenant compte de la précharge et de la souplesse des différents arbres.
Validation des calculs avec frottement : depuis V5 R18 (SP5), il est possible de réaliser des calculs éléments finis en présence de frottement. Cette nouvelles possibilité est-elle un outil de confiance ? Pour le savoir, un cas test classique de la littérature est étudié
Calcul du comportement dynamique d'une maquette de bâtiment : cette maquette de bâtiment a été testée au CEA Saclay sur la plate-forme Azalee ; l'objectif a été d'imposer un certain nombre de séismes successifs et de visualiser les différentes dégradations subies par le bâtiment ; un certain nombre de quantités mécaniques ont été mesurées (accélérations, déplacements, déformations) ; avant ces essais sismiques conduisant à un comportement non-linéaire de la structure, des essais de vibrations à bas niveau (comportement linéaire) ont été réalisés ; ils serviront de référence à la réponse de la modélisation réalisée dans CATIA.
Calcul du comportement dynamique d'une machine outil : la CAO des axes de la machine outil (MIKRON VP710) a été réalisée dans CATIA à partir de mesures prises sur une machine ; ensuite le modèle éléments finis "complet" a été généré ; les grosses difficultés viennent des liaisons mobiles entre les axes, de la modélisation des vis à billes, etc ; pour traiter ce problème on se place dans le contexte d'assemblage d'analyses.
Calcul du comportement dynamique d'une plaque composite stratifiée : les différents plis (orientation, matériau) sont construits dans l'atelier Composites de CATIA ; ensuite ces données sont importées pour définir les propriétés de la plaque ; les modes propres sont calculés et comparés à une référence de la bibliographie.
Validation expérimentale du comportement dynamique d’un composite sandwich : une structure composite sandwich a été réalisé. L’âme est constituée d’un treillis à maille tétraédrique générée au moyen d’une imprimante 3D ABS. Des peaux carbone/époxy ont été collées, et une analyse modale expérimentale réalisée. On présente la réalisation du modèle numérique sous CATIA ainsi que sa validation à partir de différents critères (fréquences, MAC).
Comportement d’un capteur d’effort en « S » : un capteur d’effort en « S » utilise généralement 4 jauges de déformations pour déterminer l’effort de traction appliqué. Ces jauges sont placées sur des zones fortement déformées de manière à obtenir un capteur sensible. On compare dans cette exemple la réponse éléments finis à différents modèles analytiques simplifiés (RdM).
Calcul de la rigidité d'un engrènement : deux pignons à denture droite (les dentures sont dépendantes des paramètres de type module, angle de pression, déport) sont en contact ; on impose une rotation à l'un deux et on mesure le moment associé à ce déplacement imposé. On en déduit aisément la rigidité de l'engrènement.
Validation du dimensionnement d'une frette conique : dans la boîte d'avance présentée ci-dessus, le constructeur utilise des frettes coniques pour accoupler les arbres et les roues dentées de grand diamètre ; par rapport à d'autres solutions peut être plus classiques (canelures par exemple), cela permet de conserver un fonctionnement sans jeu, de transmettre un couple très important, et surtout d'autoriser une liberté angulaire au montage ; on s'intéresse ici au dimensionnement de ces frettes.
