Chaque analyse par la méthode des éléments finis requiert divers types d'informations avant de pouvoir être exécutée sur un modèle de conception. Les informations de base requises sont les suivantes :

La première étape du travail préparatoire à une analyse ou une génération de maillage consiste à créer une étude et à lui attribuer un nom. Pour les pièces uniques, l'étude doit être associée à la pièce devant être analysée ou maillée. Pour les assemblages, l'étude doit être associée à l'assemblage contenant les pièces à analyser. Pour cela, utilisez les boutons situés dans l'onglet FEA du groupe Etude.

Le matériau que vous planifiez d'utiliser dans la pièce ou la structure réelle possède des propriétés physiques spécifiques. Les informations concernant le matériau et ses propriétés physiques doivent être incluses dans les informations de l'étude.

Creo Elements/Direct Finite Element Analysis vous permet de sélectionner des matériaux prédéfinis dont les propriétés sont répertoriées dans la base de données des matériaux communs, une liste des matériaux recommandés constituée par vous ou votre société. Vous pouvez également choisir parmi la liste des matériaux utilisés dans la session Creo Elements/Direct Finite Element Analysis active.

Afin de créer le meilleur modèle possible pour votre conception, vous devez définir quelles contraintes subit l'objet lorsqu'il est utilisé. Par exemple : l'objet repose-il sur le sol, où il peut se déplacer le long des axes x et z mais pas sur l'axe y ? Est-il soudé à l'intérieur d'une armoire en métal, le long d'un bord ? Est-il riveté en six points opposés à un support ?

Les conditions aux limites mécaniques sont des contraintes de déplacement qui définissent où et comment le modèle est théoriquement supporté ou fixé au sol et soumis à des limites environnementales. De la même manière, les conditions aux limites thermiques sont des contraintes de température et de flux thermique qui définissent la manière dont le modèle est théoriquement maintenu compte tenu de l'environnement.

Les contraintes sont les endroits où votre modèle est théoriquement supporté en conditions de fonctionnement. Il s'agit de points du modèle qui empêchent ce dernier de se déplacer ou de se déformer dans l'ensemble des directions ou dans certaines directions uniquement. Ces points peuvent par exemple représenter des points de soudure ou des boulons. Ce procédé revient à contraindre les degrés de liberté.

Dans l'environnement de modélisation/d'analyse, vous pouvez essayer de reproduire les effets des supports réels lorsque vous appliquez des contraintes au modèle.

Creo Elements/Direct Finite Element Analysis vous permet de définir des contraintes sur un modèle au niveau de vertex individuels, le long d'une arête ou sur une face entière.

Une fois le modèle contraint de la meilleure manière possible, selon le mode d'ancrage et les conditions environnementales dans lesquelles il sera utilisé, vous pouvez commencer à appliquer les charges simulées aux zones sélectionnées. Ces charges s'appliqueront lors de l'utilisation "normale" de la pièce.

Une charge se compose de trois types d'informations :

Lorsque vous appliquez une charge dans Creo Elements/Direct Finite Element Analysis, vous indiquez sur quel vertex, arête ou surface doit être appliquée la charge. Vous définissez ensuite la valeur de cette charge. Enfin, dans le cas des charges mécaniques, vous définissez la direction de la charge appliquée en fonction du modèle et du système de coordonnées sélectionné.

Plusieurs charges et types de charges peuvent être appliqués au modèle au cours d'une même étude. Vous pouvez de nouveau choisir un emplacement, une magnitude et une direction pour l'ensemble des charges simultanées que vous désirez appliquer à la pièce ou à la structure.

Le déplacement imposé est un autre type de charge. Une charge de ce type force le déplacement d'un point, d'une arête ou d'une surface spécifique sur une distance donnée le long d'un ou de plusieurs axes.

Dans le cas d'une analyse thermique, vous pouvez également appliquer une charge de convection libre à un modèle.

Avec Creo Elements/Direct Finite Element Analysis, vous n'êtes pas obligé de créer ou de stipuler un système de coordonnées précis pour l'ensemble du modèle d'analyse, bien que cela puisse se révéler utile pour certains modèles d'analyse. Vous devez cependant spécifier un système de coordonnées lorsque vous appliquez des charges et des conditions aux limites.

Trois systèmes de coordonnées sont disponibles dans Creo Elements/Direct Finite Element Analysis :

Le système de coordonnées global utilisé par Creo Elements/Direct Finite Element Analysis est directement extrait de l'environnement Creo Elements/Direct Modeling dans lequel vous avez créé le modèle de conception. Ce système de coordonnées est le même que le système de coordonnées cartésien global utilisé dans Creo Elements/Direct Modeling.

Les systèmes de coordonnées global et local s'utilisent et se manipulent exactement de la même manière que dans Creo Elements/Direct Modeling. Pour obtenir des informations détaillées, consultez la documentation de Creo Elements/Direct Modeling.

Le système de coordonnées cylindrique est également disponible. Il offre une plus grande flexibilité lors du paramétrage des charges et des contraintes sur les coordonnées radiales, tangentielles et axiales.

Une fois les propriétés du matériau, les charges et les conditions aux limites définies, le modèle est prêt à être subdivisé en un ensemble d'éléments finis. Ce processus est nommé maillage car les résultats de la procédure de subdivision s'affichent sous la forme d'un filet ou de mailles. Dans Creo Elements/Direct Finite Element Analysis, la procédure de maillage se fait de manière automatique et transparente lors de l'exécution d'une analyse. Ceci ne signifie cependant pas que vous ne pouvez pas influer sur la création du maillage.

Le maillage se compose des nœuds et des éléments finis. Les nœuds sont les points géométriques permettant de définir ou de délimiter la géométrie du modèle et de relier les éléments entre eux. Tous les résultats de vos analyses, tels que les déplacements et les efforts de réaction, sont déterminés au niveau des nœuds. C'est le déplacement des nœuds qui constitue la base des équations utilisées dans la méthode d'analyse des éléments finis.

Si vous souhaitez dériver les résultats d'analyse de certains emplacements de votre modèle, Creo Elements/Direct Finite Element Analysis vous permet de définir les conditions de maillage, telles que la concentration d'éléments en certains points ou sur des géométries en particulier, et de déterminer l'emplacement des nœuds sur les vertex, les arêtes et les faces. Les emplacements de ces nœuds sont nommés points singuliers (également nommés points-graines ou points de grille dans certains systèmes d'analyse des éléments finis).

Lorsque Creo Elements/Direct Finite Element Analysis crée le maillage de votre modèle de conception, le logiciel conditionne le maillage à tous les emplacements indiqués. Ceci signifie que les éléments de maillage seront concentrés dans les zones critiques ou joints en des points singuliers spécifiques. Leur emplacement n'est pas déterminé de manière automatique en fonction de la forme et de la taille optimales de l'élément pour votre modèle.

En spécifiant les conditions de maillage, les équations et les résultats générés tiendront compte des indications données par l'utilisateur ainsi que des nœuds générés de manière automatique.

L'objectif des conditions de maillage est de garantir la plus grande précision possible des résultats dérivés des nœuds du modèle pour les paramètres donnés.