Les boulons sont utilisés pour relier deux composants d'un assemblage.

L'outil de boulon de Creo Simulate permet de créer une idéalisation d'un boulon. Ce bouton est principalement utilisé pour effectuer une représentation du transfert de charge dans une structure, à l'inverse d'une interface bloquée ou des liaisons rigides associant les surfaces les unes aux autres. Pour Creo Simulate version 2.0 et versions ultérieures, les boulons par défaut sont modélisés à l'aide d'une idéalisation de poutre Timoshenko qui utilise une matrice de raideur 12 x 12 pour optimiser la précision. Ce type de modélisation prend en compte les forces axiales ainsi que la raideur en torsion, en flexion et en cisaillement du boulon. Il existe un certain nombre de mesures créées automatiquement qui décrivent des quantités différentes, calculées pour un boulon lors d'une analyse.

Lors de la modélisation des boulons, vous ne devez pas oublier que l'arbre du boulon et le trou ne sont pas en contact. Vous pouvez modéliser des boulons ou des fixations vissées. Les boulons peuvent être modélisés pour les modèles de type coque ou solide. Un modèle est associé à certaines conditions préalables lors de l'utilisation de boulons. Si un boulon ne détecte pas ces conditions préalables, vous ne pourrez peut-être pas utiliser le boulon, ou vous risquerez de rencontrer un message d'erreur ou d'avertissement lors de la création du boulon ou de l'exécution d'une analyse.

Ce document examine certains concepts permettant de comprendre comment utiliser des boulons de manière optimale dans Creo Simulate.

Pour obtenir une description plus détaillée de cette fonctionnalité, cliquez sur les liens connexes figurant à la fin du présent document.

Une coupe d'un boulon entre deux composants solides est illustrée dans la figure suivante :

Fig. 1

Tenez compte de certaines règles lorsque vous spécifiez les quantités suivantes :

L'interface par défaut d'un modèle est une interface libre.

Pour modéliser l'interface entre deux pièces associées au sein d'un modèle, la méthode la plus précise consiste à créer une interface de contact véritable entre les pièces. Lorsque vous utilisez un boulon pour joindre deux composants, ces derniers ne doivent pas s'interpénétrer. La valeur Séparation fixe (Fix Separation) correspond à une approximation simple et rapide de l'interface entre les deux pièces. Lorsque vous sélectionnez la case à cocher Séparation fixe (Fix Separation), les deux composants sont maintenus en contact avec le mécanisme Séparation fixe (Fix Separation). Les ressorts distribués du stiff de surface à surface empêchent les deux pièces de s'interpénétrer. En ce qui concerne le moment auquel utiliser le mécanisme Séparation fixe (Fix Separation) et les contacts, le principe de base est le suivant :

Pour Creo Simulate version 3.0 et plus, lorsque vous utilisez le mécanisme Séparation fixe (Fix Separation), une case à cocher Prendre en compte la raideur (Account for Stiffness) peut être utilisée avec la valeur de la précharge.

Dans les versions précédentes du logiciel, vous deviez exécuter deux analyses, et calculer la précharge en fonction de la valeur de la force axiale dans le boulon lors de la première analyse. Pour Creo Simulate version 3.0 et plus, le logiciel calcule automatiquement la valeur mise à l'échelle, afin que la valeur de précharge que vous spécifiez corresponde à la précharge réelle sur le boulon.

Si vous sélectionnez la case à cocher Prendre en compte la raideur (Account for Stiffness), le logiciel prend en compte la déformation du modèle qui entraîne une réduction de la valeur de traction ou de force axiale dans le boulon. La mise à l'échelle à appliquer à la précharge est calculée lors de l'exécution d'une analyse de base initiale sans qu'aucune charge externe ne soit appliquée. Une seconde analyse est exécutée alors que les charges externes sont appliquées et utilise une nouvelle valeur de précharge ajustée, calculée à partir de l'analyse de base. Considérons l'exemple suivant :

Si vous sélectionnez Inclure une précharge (Include Preload) sans sélectionner l'option Prendre en compte la raideur (Account for Stiffness), vous devez effectuer les calculs indiqués ci-dessus manuellement.

Dans ce cas, vous devez exécuter une première analyse sans charge externe. Utilisez la valeur de la force axiale du boulon dans la formule suivante :

Fi=(Fn)2/Fp, où :

Fi correspond à la valeur de précharge requise en entrée.

Fn correspond à la valeur d'entrée de charge nominale dans une analyse statique.

Fp correspond à la force axiale du boulon (force de traction) signalée dans l'analyse statique.

Pour une précharge de 500 (Fn), spécifiez une valeur Force de précharge (Preload Force) du boulon égale à 500 dans la première analyse. La valeur de la force axiale du boulon (Fp) est de 261.6535 dans la première analyse.

Si l'on remplace ces valeurs dans l'équation, la valeur Fi (valeur de précharge requise en entrée) que nous devons indiquer dans la zone Force de précharge (Preload Force) est d'environ 956.5588. Si nous exécutons une seconde analyse sans force externe, avec une force de précharge en entrée de 960, nous voyons que la valeur de la force axiale du boulon signalée dans le fichier rpt est très proche de 500, ce qui correspond à la valeur recherchée.

Bien que vous ne puissiez pas créer de répétition de boulons, vous pouvez copier et coller un boulon avec toutes ses propriétés, si vous devez créer plusieurs boulons dans un modèle.

Pour copier et coller un boulon, procédez comme suit :

La matrice suivante représente les différentes fonctionnalités prises en charge et les options correspondantes de l'interface utilisateur qui sont disponibles :

Si une interface de contact est définie manuellement entre les composants reliés, les options Séparation fixe (Fix Separation) et Interface sans friction (Frictionless Interface) du boulon sont entièrement ignorées et le cisaillement est déterminé comme suit :