Après avoir indiqué les variables de maillage et d'analyse de votre modèle de conception, précisez le type d'analyse que vous voulez exécuter avec les propriétés et conditions que vous avez définies.
FE Analysis/Stress propose plusieurs types d'analyses à choisir : linéaire statique, p-statique linéaire, statique linéaire par adaptativité-h, modal, p-modal, flambage linéaire et analyse thermique persistant.
L'analyse linéaire statique est utilisée pour identifier les pressions et les déplacements au sein d'une structure sur laquelle s'appliquent des charges et des contraintes spécifiques.
Ce type d'analyse est le plus courant. Le terme "linéaire" signifie que le résultat calculé, déplacement ou contraintes, est directement proportionnel à l'effort appliqué. Le terme "statique" signifie que les efforts sont constants dans le temps ou que leur évolution en fonction du temps est suffisamment faible pour être ignorée.
Comme exemple d'effort statique, on peut imaginer le poids mort d'un immeuble, avec le poids des bureaux, des équipements, etc. Cette charge s'exprime généralement en kg/m2 ou en N/m2. De telles charges sont souvent représentées par une valeur importante, qui tient compte d'un facteur de sécurité.
Une équation statique a la forme suivante :
[K]{u}=(f)
• K = matrice de rigidité du système (générée de manière automatique par Creo Elements/Direct Finite Element Analysis)
• u = vecteur des déplacements calculés par Creo Elements/Direct Finite Element Analysis
• f = vecteur des efforts appliqués (définis par l'utilisateur)
Une fois les déplacements calculés, Creo Elements/Direct Finite Element Analysis utilise les résultats pour calculer les pressions, les efforts de réaction et les tensions.
Le flambage linéaire est utilisé pour déterminer le facteur de multiplication qui provoque la distorsion de la structure, et la forme de la structure après distorsion.
Dans une analyse statique linéaire, une structure est supposée en équilibre stable. Lorsque la charge appliquée est supprimée, la structure revient à sa position initiale. Dans certaines conditions de charge, cependant, la déformation de la structure se poursuit, sans que l'amplitude de la charge n'augmente. Elle devient alors instable. Dans une analyse de flambage linéaire, on suppose que la structure n'a pas atteint son seuil et que la direction des efforts appliqués n'est pas modifiée.
Dans le flambage linéaire, la résolution s'effectue par valeurs propres. Ce sont les facteurs de multiplication des efforts qui produisent la charge de flambage critique. En règle générale, seule la première charge de flambage critique est intéressante étant donné que la structure s'effondrera avant d'atteindre des charges de flambage de niveau supérieur. C'est pour cette raison que seules les valeurs propres les plus basses doivent être calculées.
L'équation de flambage est la suivante :
[ K + E1 Kd ] = 0
Où :
• K= matrice de rigidité
• Kd = matrice de rigidité différentielle
• E1= valeurs propres à calculer
Lorsque les valeurs propres sont calculées, la charge de flambage critique peut être déterminée :
Pcr1 = E1Pa
Où :
• Pcr1 = charges de flambage critiques
• Pa = charges appliquées
• E1= valeurs propres à calculer
Seules la première charge de flambage critique est intéressante.
Le mode Modal permet de connaître les fréquences propres et les formes de mode d'une structure.
Ce type d'analyse (également appelée analyse des vibrations et fréquences propres) calcule les fréquences propres et les formes de mode d'une structure. Les fréquences propres sont les fréquences de vibration de la structure lorsqu'elle est soumise à une perturbation. Les cordes d'un piano sont réglées pour vibrer à certaines fréquences particulières, par exemple. La forme déformée à une fréquence spécifique est appelée forme de mode.
L'analyse des vibrations constitue la base d'une connaissance approfondie des caractéristiques dynamiques d'une structure.
Une analyse des vibrations est utile dans les cas suivants :
• Pour connaître l'interaction dynamique entre une composante (par exemple une pièce d'une machine en rotation) et la structure du support.
Si la fréquence propre de la structure du support est proche de l'une des fréquences de fonctionnement de la composante, il peut y avoir une amplification dynamique importante des charges.
• Pour déterminer les effets d'une modification de la conception sur les caractéristiques dynamiques.
• Pour déterminer le degré de corrélation entre les données du test modal et les résultats analytiques.
Dans l'analyse des vibrations, les valeurs et vecteurs propres du modèle sont calculés. A chaque valeur propre, proportionnelle à une fréquence propre, correspondent un vecteur propre et une forme de mode.
Chacune des formes est comparable à une charge en déplacement statique, puisqu'il y a des déplacements et des rotations pour chaque nœud. La différence principale entre les formes de mode et les déplacements statiques est la possibilité de modifier leur échelle. Dans une analyse statique, les déplacements sont de véritables déplacements physiques, causés par les charges appliquées. Puisqu'il n'y a pas de charge dans une analyse de vibrations, les composantes des formes de mode peuvent être mises à l'échelle, par un facteur arbitraire.
• L'analyse statique linéaire-p est identique à l'analyse statique linéaire mais utilise l'adaptativité avec les éléments-p (géométrie courbe et représentation mathématique mieux adaptées).
• L'analyse statique linéaire par adaptativité-h est identique à l'analyse statique linéaire mais utilise l'adaptativité avec les éléments-h (plus grand nombre d'éléments de plus petite taille).
• L'analyse modal-p est similaire à l'analyse modale mais utilise l'adaptativité avec les éléments-p (géométrie courbe et représentation mathématique mieux adaptées).
• L'analyse thermique sert à analyser la distribution de la température et le flux de chaleur à l'intérieur d'une pièce.