Journée ds-catia 09/11/06 – IUT de Nantes Calcul dans General Structural Analysis de pièces réalisées dans l'atelier Composite Design Sébastien Le Loch

Plan Présentation de l’atelier Composite Design Différents traitements possibles dans GSA Cas tests Résumé des recommandations

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Présentation de l’atelier Composite Design Séquence de création d’une pièce composite : Définition des matériaux et orientations disponibles Plies : Création du composite plis par plis Preliminary Design : Création du composite par zones ou

Présentation de l’atelier Composite Design Séquence de création d’une pièce composite : matériaux création des orientations de plis disponibles et choix du catalogue matériaux : attention ! gère les épaisseurs des plis !

Présentation de l’atelier Composite Design Séquence de création d’une pièce composite : zones Preliminary Design : Création du composite par zones ATTENTION : ordre des plis du composite ???  Obligation de passer par un "Stack Up File"

Présentation de l’atelier Composite Design Séquence de création d’une pièce composite : plis Crée le "Stack Up File" Crée les plis en utilisant le fichier Excel modifié Vérifications

Présentation de l’atelier Composite Design Séquence de création d’une pièce composite : bilan Dessin de pièce orienté « fabrication » : la surface définie est une frontière du composite (moule) et non pas la « fibre neutre » ou le plan de symétrie comme habituellement en calcul EF. Le dessin par zones permet d’aller plus vite si il y a beaucoup de plis et de géométries par contre il faut faire très attention à l’ordre d’empilement (création de plis obligatoire pour vérification). Le dessin pli par pli est à favoriser si le nombre de plis est peu important (cas tests, exemples pédagogiques) et moins piégeur pour les étudiants.

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Différents traitements possibles dans GSA Séquence de création d’un calcul : Calcul type coque avec "propriété composite importée" Analyse par zone Analyse par plis Visualisation des orientations des plis : "génération d’image" sur propriétés : symbole d’angle composite Les orientations avec l’analyse par zone ne sont pas conservées ! Résultats différents !!!

Différents traitements possibles dans GSA Séquence de création d’un calcul : Calcul type coque avec "propriété composite importée" Visualisation des contraintes : "génération d’image" sur solution statique : tenseur des contraintes Attention à la frontière entre les zones !

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Cas tests CAS TEST 1 : doc. Code_ASTER (EDF)

Cas tests CAS TEST 1 : doc. Code_ASTER (EDF) Résultats avec le traitement par plis : Déplacement au centre : 0,420 mm pour 0,419 mm Contraintes pli supérieur : 56,8 MPa pour 47,1/58,8 soit 53,0 en moyenne (7%) Résultats satisfaisants, attention à la limitation de la valeur de la contrainte dans le plan moyen en coque Traitement par zone faux : à proscrire absolument

Cas tests CAS TEST 2 : doc. CAST3M (CEA) et calculs Laurent Gornet (GeM) Cylindre sous pression interne +/- 45° Géométrie : attention à la normale ! L’axe Z du repère utilisé pour le composite ne doit pas être parallèle à la surface ! Avec le cylindre complet : problème d’accrochage d’un point… Avec un quart de cylindre : R=1.05 (fibre neutre, R=1 dans CATIA), H=1 E1=7e6, E2=1.3e6, G12=5e5, 12=0.28, ecouche=0.05 p=100 Augmentation du diamètre : 1,50 mm pour 1,38 mm (9%)

Cas tests CAS TEST 2 : doc. CAST3M (CEA) Contraintes : CAST3M : 11 = env. 830 Pa 22 = env. 200 Pa 12 = env. 520 Pa Aug. Diamètre : 1,38 mm

Cas tests CAS TEST 2 : doc. CAST3M (CEA) Contraintes : CATIA : 11 = env. 660 Pa (20%) 22 = env. 400 Pa (100%) 12 = env. 520 Pa (0%) Aug. Diamètre : 1,53 mm

Cas tests CAS TEST 2 : doc. CAST3M (CEA) Contraintes : Maillage quadrangles CAST3M : 11 = env. 660 Pa 22 = env. 380 Pa 12 = env. 520 Pa Aug. Diamètre : 1,50 mm !! (au lieu de 1,38 mm) Influence COQ4 / DKT

Cas tests CAS TEST 2 : doc. CAST3M (CEA) Contraintes : Maillage quadrangles CATIA : 11 = env. 660 Pa (0%) 22 = env. 380 Pa (0%) 12 = env. 520 Pa (0%) Aug. Diamètre : 1.50 mm

Cas tests CAS TEST 2 : doc. CAST3M (CEA) Tube complet : attention au changement d’angle d’empilement / repère

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Résumé des recommandations Il vaut mieux gérer l’empilement via Excel pour les pièces complexes Vérifiez les empilements et épaisseurs (donc création des plis) Attention aux pièces de révolution ! (comme pour la majorité des codes) plus généralement à l’orientation du z Précision suffisante pour le pré-dimensionnement (attention aux coques épaisses) mais pas de critère composite (Tsaï-Hill…) Toujours faire une analyse par plis Délicat à utiliser avec les étudiants (nombreux outils et menus à utiliser)