Présentation de la vérification
Creo Simulate est une famille de produits d'analyse de conception dont les principaux sont Structure et Thermal. Plusieurs modules facultatifs sont étroitement intégrés à ces deux produits principaux.
La documentation Creo Simulate est destinée aux ingénieurs mécaniciens. Elle nécessite une maîtrise théorique et opérationnelle du génie mécanique, de sa terminologie et de son application. Toutefois, il n'est pas nécessaire d'avoir des connaissances spécialisées en analyse de conception pour utiliser le logiciel ou la documentation Creo Simulate.
Consultez les rubriques suivantes pour en savoir plus sur l'utilisation de ce manuel, le Guide de vérification, et pour obtenir une présentation de la documentation disponible pour la version actuelle du logiciel. Cette préface couvre les points suivants :
Utilisation de ce guide
Le Guide de vérification utilise une série de problèmes relatifs à des modèles par éléments finis et d'analyse de mécanisme pour lesquels des solutions analytiques sont connues, ceci dans le but de démontrer la précision et l'efficacité des résultats obtenus avec Creo Simulate dans le processus d'analyse de conception.
Les résultats sont comparés à ceux obtenus à l'aide de codes d'analyse classiques tels qu'ANSYS, NASTRAN et NAFEMS, ou aux résultats théoriques. Un certain nombre de problèmes sont extraits du fameux ensemble de problèmes MacNeal-Harder relatifs aux éléments finis.
Les modèles utilisés dans ce guide se trouvent sur le disque d'installation du logiciel Creo. Lorsque vous configurez Creo Simulate, les modèles sont enregistrés dans le répertoire <Load_Point>/Common Files/mech/ms_verf. Vous pouvez utiliser les modèles pour exécuter de nouveau les études sur votre plate-forme.
Une section séparée de ce guide contient des modèles vérifiés par chacun des types d'analyse Creo Simulate : structure, thermique, vibration, flambage et non linéaire. Vous trouverez également une section relative aux modèles d'optimisation de Structure.
Organisation
Voici la liste des rubriques traitées dans ce guide :
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Modèles de Structure
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Décrit plusieurs problèmes d'analyse statique et compare les résultats.
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Décrit plusieurs problèmes d'analyse modale et compare les résultats.
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Modèles de Thermal
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Décrit des problèmes d'analyse thermique en régime permanent et compare les résultats.
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Décrit plusieurs problèmes d'analyse thermique en régime transitoire et compare les résultats.
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Modèles de Vibration
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Décrit un problème d'analyse dynamique en réponse transitoire et compare les résultats.
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Décrit une analyse dynamique en réponse harmonique et compare les résultats.
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Décrit un problème d'analyse dynamique en réponse au choc et compare les résultats.
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Décrit plusieurs problèmes relatifs à l'analyse dynamique en réponse aléatoire et compare les résultats de la structure avec les résultats de référence.
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Modèles de Buckling
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Décrit un problème d'analyse de flambage et compare les résultats.
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Modèles de Nonlinear
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Décrit plusieurs problèmes de contact 2D et 3D et compare les résultats.
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Décrit un problème d'analyse en précontrainte modale et compare les résultats.
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Décrit un problème d'analyse en grands déplacements et compare les résultats.
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Décrit une analyse statique avec des matériaux élastoplastiques et présente un comparatif des résultats.
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Modèles d'optimisation
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Décrit un modèle structurel statique optimisé.
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Les résultats de ce guide sont produits à l'aide de la version courante du logiciel Creo Simulate.
Si vous exécutez ces programmes sur une autre plate-forme, vos résultats et les éléments affichés à l'écran peuvent différer des résultats et graphismes de ce document. Nous n'avons remarqué aucune différence significative dans les résultats sur les différentes plates-formes que nous prenons en charge.
Système d'identification
Les problèmes de vérification sont identifiés par leur nom d'étude. Par exemple, mvsm003 indique qu'il s'agit du troisième problème d'analyse modale de Structure du Guide de vérification. Les noms des études sont déterminés selon les conventions suivantes :
• Deux premiers caractères alphabétiques :
mv : vérification Creo Simulate
• Troisième caractère alphabétique :
s : structure
t : thermal
o : optimisation
• Quatrième caractère alphabétique :
◦ Structure
m : modal
s : statique
l : stratifié
t : réponse dynamique transitoire
f : réponse dynamique harmonique
k : réponse dynamique au choc
b : flambage
c : contact
d : grand déplacement
p : précontrainte
◦ Thermal
s : régime permanent
t : transitoire
◦ Optimisation
o : optimisation
◦ Numéro à trois chiffres :
001 : numéro de problème séquentiel
Utilisez ces noms d'étude de conception si vous souhaitez exécuter une étude ou en consulter les résultats.
Conventions de résultats
Cette section décrit les conventions utilisées dans le tableau des résultats inclus pour chaque problème. Un tableau de résultats est présenté dans l'exemple ci-dessous :
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Théorie
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MSC/NASTRAN
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Structure
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% de différence
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Déplacement radial à la charge
(m=disp_x_radial)
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2.8769e–3
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2.8715e–3
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2.8725e–3
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0,18 %
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% de convergence : 0,5 % sur déplacement local et ED
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P max. : 7
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Nbre d'équations : 33
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Reportez-vous aux informations suivantes pour obtenir une explication sur chaque colonne du tableau de résultats :
• Colonne 1 : affiche les résultats de grandeur intéressants.
• Colonne 2 : affiche les résultats théoriques, récupérés depuis la "Référence" répertoriée sur la première page de chaque résumé de modèle.
• Colonne 3 (facultative) : affiche les résultats des autres programmes, dans le cas présent NASTRAN.
• Colonne 4 : affiche les résultats de Creo Simulate.
• Colonne 5 : affiche la différence en pourcentage entre les résultats de Creo Simulate et la réponse théorique.
Sous le nom des résultats de grandeur, entre parenthèses, se trouvent les informations supplémentaires que vous pouvez utiliser pour afficher les résultats sur votre système. Dans cette zone, vous trouverez une ou plusieurs des informations suivantes (xxxx est le nom de la mesure, de l'analyse ou de la charge ; x est le numéro de mode) :
• nom de la mesure, représenté par (m=xxxx)
• nom de l'analyse, représenté par (a=xxxx)
• nom de la charge, représenté par (l=xxxx)
• numéro de mode (pour une analyse modale), représenté par (mode=x)
Lorsque plusieurs analyses, charges ou mesures existent dans une étude, le nom de l'analyse et le nom de la charge, le nom de la mesure ou le numéro de mode sont indiqués.
Vous pouvez utiliser ces informations de deux manières différentes. Vous pouvez afficher ou imprimer le fichier study.rpt dans une coque. Vous pouvez également afficher les informations dans le fichier résumé de l'étude de conception. Pour afficher le fichier résumé, ouvrez le modèle portant le même nom que l'étude, sélectionnez Exécuter (Run) dans le menu principal, puis sélectionnez Statut (Status). Par la suite, cliquez sur le bouton Afficher le statut de l'étude de conception (Display Study Status) pour afficher le résumé et rechercher le nom de la mesure.
Pour les problèmes de vérification, la ligne inférieure du tableau indique le pourcentage et le type de convergence, l'ordre de degré polynomial maximum atteint à la convergence et le nombre d'équations requises pour la convergence. Pour les modèles Structure, l'option de convergence de déplacement d'arête local et d'énergie de déformation locale est abrégée en Déplacement local et ED. Pour les modèles Thermal, l'option de convergence de temp. locale et norme énergétique est abrégée en Temp. et NE.
Références
Voici la liste des références utilisées dans ce guide :
• Barlow, J. et Davies, G.A.O. Selected FE Benchmarks in Structural and Thermal Analysis. UK:NAFEMS, Révision 2, Octobre 1987.
• Chajes, A. Principles of Structural Stability Theory. Prentice-Hall, 1974.
• Cameron, A.D., Casy, J.A. et Simpson, G.B. Benchmark Tests for Thermal Analysis (Summary). UK:NAFEMS, Août 1986.
• Imai, Kanji. Configuration Optimization of Trusses by the Multiplier Method. LA:University of California, UCLA-ENG-7842.
• Kane, T.R. et Levinson, D.A. Dynamics:Theory and Application. NY:McGraw-Hill, 1985.
• Kreith, F. Principles of Heat Transfer. 2e éd. PA : International Textbook Co., 1959.
• Love, A.E.H. A Treatise on the Mathematical Theory of Elasticity. 4ème éd. NY:Dover Publications, 1944.
• MacNeal, R.H., and Harder, R.L. "A Proposed Standard Set of Problems to Test Finite Element Accuracy." Finite Elements in Analysis and Design I. Elsevier Science Publishers, 1985.
• MacNeal-Schwendler Corporation. MSC/NASTRAN Verification Problem Manual. MSC/NASTRAN Version 64, January, 1986.
• Meriam, J.L. Engineering Mechanics, Vol. 2: Dynamics. NY : John Wiley and Sons, Inc. 1978.
• Noor, A.K., and Mathers, M.D., "Shear-Flexible Finite-Element Models of Laminated Composite Plates and Shells." NASA TN D-8044. Langley Research Center, Hampton, VA. Décembre 1975.
• Roark, R. J. et Young, W. Formulas for Stress and Strain. 5ème éd. NY:McGraw-Hill, 1982.
• Schneider, P. J. Conduction Heat Transfer. 2e éd. MA : Addison-Wesley Publishing Co., Inc., 1957.
• Shigley, J.E. et Uicker, J.J. Theory of Machines and Mechanisms. NY:McGraw-Hill. 1980.
• Swanson Analysis Systems, Incorporated. ANSYS Verification Manual.
• Thomson, W.T. Theory of Vibration with Applications. NJ : Prentice-Hall, Inc. 2nd printing, 1981.
• Timoshenko, S. Strength of Materials, Part II, Advanced Theory and Problems. 3ème éd. NY : D. Van Nostrand Co., Inc. 1956.
• Timoshenko, S. et Young, D.H. Vibration Problems in Engineering. 3ème éd. NY : D. Van Nostrand Co., Inc. 1955.
Des références supplémentaires se rapportant à des problèmes spécifiques sont indiquées le cas échéant.