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Calcul de structures

Objectifs

Calcul des contraintes du banc RASTA 2 dans le cas d’une accélération de 9 G

Le spécialiste en calcul de structures à la Division Technique est susceptible de répondre à l’ensemble des chercheurs et ingénieurs ayant un projet de conception de structures à mener dans le domaine mécanique et/ou thermique, que ce soit au niveau du prédimensionnement des structures et assemblages ou au niveau de la certification des instruments.

Moyens

L’outil central de simulation numérique dans ce domaine à la DT est le logiciel Simcenter 3D, produit et développé par Siemens Digital Industries Software, et qui intègre le solveur NX Nastran.

Les principaux modules installés permettent de traiter un grand nombre de problématiques liées à la simulation :

  • Importation en format STEP des fichiers de CAO des géométries surfaciques et volumiques.
  • Maillage en éléments finis 0D, 1D, 2D et 3D, définition des conditions aux limites, propriétés des matériaux, etc.
  • Mécanique statique et dynamique, flambage, réponses transitoires, etc.
  • Problèmes linéaires (petits déplacements) et non-linéaires (grands déplacements, pièces en contact).
  • Thermique stationnaire et transitoire (conduction, convection et radiation) avec prise en compte des cycles jour-nuit.
  • Ecoulement de fluides laminaires ou turbulents, couplé ou non avec la thermique, avec la possibilité d’injection de particules.
  • Post-traitement des résultats.

La station de travail sur laquelle est installé Simcenter 3D est une Dell Precision Tower 7810 à 2 processeurs Xeon E5-2630 exploitée sous Windows 10.

En complément, le logiciel de programmation MATLAB est utilisé pour développer des opérations mathématiques spécifiques, traiter certains résultats et générer des graphiques 2D et 3D incorporables dans les rapports.

Activités

Simulation thermique du tube haut et du hublot de visée lidar de IAOOS

Sur les dernières années, les activités de calcul de structures ont été très diversifiées. La quasi-totalité de ces travaux se sont déroulés en phase de définition préliminaire ou définition détaillée du projet, en vue de valider un concept en fonction des spécifications et des contraintes environnementales. Quelques exemples à plan de charge élevé (nom des partenaires entre parenthèses) :

  • CIDRE (LERMA / CNES) : ce projet consiste en un télescope embarqué dans une nacelle CNES sous ballon. La phase A a nécessité une forte implication au niveau du design thermo-mécanique du télescope.
  • Micro-ARES (LATMOS) : l’étude de cet instrument destiné à ExoMars 2016 a porté sur des simulations de réponses vibratoires.
  • IAOOS (UPMC) : la simulation thermique de cette plate-forme de mesure en mer arctique a été un critère important dans la phase de conception.
  • RASTA 2 (SAFIRE / LATMOS) : l’objectif était la validation de la tenue mécanique du radar RASTA dans sa nouvelle configuration.
Modèle éléments finis de la carte électronique de Micro-ARES en vue de son analyse dynamique

Contact :

Christophe BERTHOD