Introduction ABAQUS Mise en ˇuvre Exemples Etude La simulation num(cid:142)rique par la m(cid:142)thode des (cid:142)l(cid:142) ments finis avec ABAQUS : un outil simple et ouvert pour l’analyse de probl(cid:143)mes de thermo-m(cid:142)canique EMAC - Mars 2003 L. PENAZZI, F. NAZARET, V. VELAY 1 IInnttrroodduuccttiioonn ABAQUS Mise en ˇuvre Exemples Etude Avant-propos La simulation num(cid:142)rique par la m t(cid:142) hode des l(cid:142) m(cid:142) ents finis avec ABAQUS : un outil simple et ouvert pour l’analyse de probl(cid:143)mes de thermo-mc(cid:142) anique L’analyse de problm(cid:143) es de thermo-mc(cid:142) anique Dans quel cas faire de la simulation numr(cid:142) ique ? Pourquoi choisir la mt(cid:142) h ode des l(cid:142) m(cid:142) ents ? Pourquoi le choix d’ABAQUS ? Une socit(cid:142) (cid:142) qui d v(cid:142) elop pe ses propres outils et ra(cid:142) lise des (cid:142) tudes Une expr(cid:142) ience reco nnue du calcul par l(cid:142) m(cid:142) ent s finis Des logiciels largement utiliss(cid:142) dan s les laboratoires et l’industrie Un fonctionnement multi-plateforme assure sa pern(cid:142) it(cid:142) Simplicit(cid:142) de l a mise en oeuvre 3 (cid:142) tapes pour la mise en ˇuvre d ’un modl(cid:143) e Intg(cid:142) r(cid:142) es dans un mm(cid:144) e env ironnement de travail graphique et interactif Avec des acc(cid:143) s directs au fichier de donne(cid:142) s Exemples de l’ouverture Un large choix de domaines d’application Une grande librairie de mod(cid:143) les standard Compl(cid:142) te(cid:142) par des m od(cid:143) les utilisateurs 2 Pour un fonctionnement (cid:136) l’EMAC sous Unix“ IInnttrroodduuccttiioonn ABAQUS Mise en ˇuvre Exemples Etude Plan 1 - Introduction ¥ Les objectifs de la formation ¥ Le calendrier des sa(cid:142) nces ¥ Le programme ¥ Dans quel cas faire de la simulation num(cid:142)ri que ? 2 - L’analyse de problm(cid:143) es de thermo-mc(cid:142) anique 3- Pourquoi le choix d’ABAQUS ? 4- Simplicit(cid:142) de la mise en oeuvre PAUSE 5 - Exemples de l’ouverture 6 - Etude d’un modl(cid:143) e avec ABA QUS CAE(1) (1) CAE : Computer Aided Engineering 3 IInnttrroodduuccttiioonn ABAQUS Mise en ˇuvre Exemples Etude Les objectifs Prs(cid:142) enter le s possibilits(cid:142) des logiciels ABAQUS en analyse thermo-mc(cid:142) anique de s solides et des structures Prendre en main ABAQUS˚ (cid:136) traver s un exemple de modl(cid:143) e mc(cid:142) anique lina(cid:142) ire statiqu e Dc(cid:142) ouvrir les liens CAO-Calcul 4 IInnttrroodduuccttiioonn ABAQUS Mise en ˇuvre Exemples Etude Le calendrier des sa(cid:142) nces Sa(cid:142) nce 1- Possibilits(cid:142) des logiciels de calcul par l(cid:142) m(cid:142) ents finis ABAQUS en analyse thermomc(cid:142) anique Vendredi 7/3 9h00-12h00 Salle 1A24 Sa(cid:142) nce 2 - Mise en oeuvre d’un calcul lina(cid:142) ire avec la version d’ABAQUS 6.2 Vendredi 14/3 9h00-12h00 Salle 0A32 Sa(cid:142) nce 3 - Interface CAO-Calcul avec un modl(cid:143) e de calcul construit sous IDEAS Vendredi 21/3 14h00-16h30 Salle 0F5 5 IInnttrroodduuccttiioonn ABAQUS Mise en ˇuvre Exemples Etude L’analyse de probl(cid:143)mes de thermo- m(cid:142)canique 1 - Introduction 2 - L’analyse de problm(cid:143) es de thermo-mc(cid:142) anique ¥ Dans quel cas faire de la simulation num(cid:142)ri que ? ¥ Pourquoi choisir la m(cid:142)thode des (cid:142)l (cid:142)ments finis ? 3- Pourquoi le choix d’ABAQUS ? 4- Simplicit(cid:142) de la mise en ˇuvre PAUSE 5 - Exemples de l’ouverture 6 - Etude d’un modl(cid:143) e avec ABA QUS CAE (1) (1) CAE : Computer Aided Engineering 6 IInnttrroodduuccttiioonn ABAQUS Mise en ˇuvre Exemples Etude Dans quel cas faire de la simulation numr(cid:142) ique ? Evaluer un concept — Go(cid:142) mt(cid:142) rique, p hysique, (cid:201) Analyser une conception — Pic(cid:143) e, ensemble Mod(cid:142)liser un comportement de mat(cid:142)riau — Elastique, plastique — Lina(cid:142) ire, no n lina(cid:142) ire Pr(cid:142)voir la r(cid:142)ponse d ’un mod(cid:143)le — Extrapoler les rs(cid:142) ultat s — Changer d’(cid:142) chelle Simuler num(cid:142)riquement une op(cid:142)ratio n ou un proc(cid:142)d(cid:142) — Comprendre les phn(cid:142) omn(cid:143) es et le ur effet — Concevoir une opr(cid:142) ation 7 IInnttrroodduuccttiioonn ABAQUS Mise en ˇuvre Exemples Etude Pourquoi choisir la mt(cid:142) hode des (cid:142)l(cid:142)ments finis ? Les (cid:142)quations de la m c(cid:142) anique s’c(cid:142) rivent sou s une forme int(cid:142)grale sur l e domaine — Equations d’q(cid:142) uilibre loc ale + conditions aux limites + loi de comportement — Equivalent au principe des travaux virtuels La discr(cid:142)tisation des dom aines en sous-domaines (nˇuds, l(cid:142) m(cid:142) ents) — Conduit (cid:136) la dc(cid:142) omposition des formes intg(cid:142) rales — Autorise la mise en place d’une approximation "Approximation par l(cid:142) m(cid:142) ents finis" Permet l’(cid:142)criture d’un systm(cid:143) e d’q(cid:142) uations : {F} = [K] {U} — Faisant apparat(cid:148) re : ¥ les inconnues du problm(cid:143) e : le s dp(cid:142) lacements au x nˇuds {U} ¥ les donne(cid:142) s : — proprit(cid:142) s(cid:142) g o(cid:142) mt(cid:142) riques et matr(cid:142) iaux des l(cid:142) ements [K] — efforts externes aux nˇuds {F} — "Facilement" resolvable par des mt(cid:142) h odes numr(cid:142) iques, type "mt(cid:142) hode de gauss " 8 IInnttrroodduuccttiioonn ABAQUS Mise en ˇuvre Exemples Etude Pourquoi choisir la mt(cid:142) hode des (cid:142)l(cid:142)ments finis ? (fin) Dm(cid:142) arche q(cid:142) uivalente po ur les probl(cid:143)mes de thermique dans les solides Prise en compte de la tempr(cid:142) ature — Dans les lois de comportement Prise en compte de production chaleur — Dissipation du comportement anl(cid:142) as tique dans les domaines — Dissipation du frottement aux interfaces Permet l’(cid:142)criture d’un systm(cid:143) e d’q(cid:142) uations : {(cid:0) } = [C] {T} — Faisant apparat(cid:148) re : ¥ les inconnues du problm(cid:143) e : le s tempr(cid:142) atures au x noeuds {T} ¥ les donne(cid:142) s : — proprit(cid:142) s(cid:142) g o(cid:142) mt(cid:142) riques et p hysiques des sous-domaines [C] — flux externes aux nˇuds { } (cid:1) Possibilit(cid:142)s de r(cid:142)sou dre le probl(cid:143)me therm om(cid:142)canique comp let : — { } = [C] {T} (cid:2) 9 — {F} = [K] {U} Introduction AABBAAQQUUSS Mise en ˇuvre Exemples Etude Pourquoi le choix d’ABAQUS ? 1 - Introduction 2 - L’analyse de problm(cid:143) es de thermo-mc(cid:142) anique 3- Pourquoi le choix d’ABAQUS ? Une socit(cid:142) (cid:142) qui d v(cid:142) elop pe ses propres outils et ra(cid:142) lise des (cid:142) tudes Une expr(cid:142) ience reco nnue du calcul par l(cid:142) m(cid:142) ent s finis dans l’industrie et les laboratoires Des logiciels pour un large spectre d’utilisation Un fonctionnement multi-plateforme assure sa pern(cid:142) it(cid:142) 4- Simplicit(cid:142) de la mise ˇuvre PAUSE 5- Exemples de l’ouverture 6 - Etude d’un modl(cid:143) e avec ABA QUS CAE (1) (1) CAE : Computer Aided Engineering 10