Marc & Mentat

Simulation non linéaire avancée

Marc & Mentat se combinent pour offrir une solution complète (pré-traitement, résolution et post-traitement) d’analyse par éléments finis non linéaire implicite. Marc offre, en matière de contact, de grandes déformations et d’analyse multiphysique, les possibilités les plus robustes et les plus faciles à mettre en oeuvre aujourd’hui pour résoudre les problèmes non linéaires en statique et quasi-statique.

L’analyse par éléments finis est devenue une part essentielle du processus de développement produit, mais la plupart des programmes d’analyse éléments finis se limitent à prendre en compte les propriétés des matériaux et des déplacements linéaires, des petites déformations et des petites rotations. De nombreux éditeurs de logiciels prétendent avoir des capacités non linéaires, mais peu sont en mesure de résoudre de façon consistante et fiable des problèmes impliquant des conditions de contact entre les composants et / ou des grandes déformations (plasticité ou prise en compte du comportement d’élastomère, par exemple). Lorsque les problèmes se complexifient, même certains des codes non linéaires les plus réputés font appel à la dynamique explicite et introduisent des artifices (comme le « mass scaling »), altérant la physique du phénomène étudié et l’exactitude de la solution. En raison de ces limitations, il existe de nombreux aspects du comportement des produits qui ne sont pas correctement pris en compte jusqu’à ce que les prototypes physiques soient réalisés. Cela conduit à des modifications de conception tardives et coûteuses, à la défaillance du produit chez le client, et parfois à un défault de sécurité.

Le logiciel Marc ne connaît pas de telles limitations. Conçu dès le départ pour résoudre des problèmes non linéaires, Marc et Mentat utilisent des algorithmes mathématiques avancés et des technologies éléments finis pour obtenir systématiquement des solutions convergentes pour les problèmes fortement non linéaires impliquant des matériaux non linéaires, de grandes déformations et de grands déplacements, et du contact. Marc intègre également des capacités multi-physiques étendues, permettant aux ingénieurs de simuler des situations impliquant le couplage entre les structures, la thermique, les fluides, l’acoustique, les phénomènes électriques et magnétiques.

Distribution thermique après formation d’une crique
Distribution de l’induction magnétique
Les fonctionnalités incluent:
Contact d’engrenages
La simulation des contacts pour une simulation réaliste d’un assemblage 

Marc offre les fonctionnalités les plus robustes et les plus faciles à mettre en œuvre du marché. Pas besoin d’éléments de type « gap » ou de concepts artificiels, comme les « slide lines » et les pénalités de rigidité – il suffit de définir vos composants comme pouvant entrer potentiellement en contact et laissez Marc faire le reste. Même les auto-contacts pour les corps qui se déforment suffisamment pour se replier sur eux-mêmes sont facilement pris en compte. Marc traite aussi fidèlement les effets de frottement, critiques pour analyser le comportement non linéaire dans de nombreuses applications, comme le contact poinçon/matrice, le contact entre spires d’un ressort hélicoïdal ou le comportement d’un balai d’essuie-glace.

Comportement d’un pneu sur sa jante
Des modèles de matériaux non linéaires pour des résultats précis

Quel que soit le matériau que vous utilisez – le verre, le caoutchouc, l’acier ou le béton- Marc vous offre une vaste bibliothèque de modèles de matériaux métalliques et non métalliques, avec une bibliothèque de 175 types d’éléments pour l’analyse structurelle, thermique et fluide. Les matériaux élastomères peuvent être représentés par des lois matériaux connues, notamment Mooney-Rivlin, Boyce-Arruda et YYY, grâce aux fonctions d’ajustement de courbes de Mentat qui calculent les coefficients à partir des données de contrainte/déformation. De multiples modèles sont également fournis pour le comportement plastique, ainsi que des types d’éléments spécialisés pour résoudre automatiquement les problèmes numériques, comme le mode « sablier » (hourglassing) permettant d’obtenir des solutions précises et convergentes aux problèmes de grandes déformations.

Remaillage utilisé en cas de crique
Maillage adaptatif pour améliorer la convergence

Lorsque les grandes déformations distordent les éléments, ou lorsque l’évolution des contacts rend le maillage inapproprié pour capturer le contact réel avec les autres corps de l’assemblage, Marc remaille automatiquement dans les pas de temps de la solution pour assurer que la solution converge vers une solution précise. Certains des problèmes non linéaires les plus difficiles peuvent être résolus avec succès grâce à Marc et le maillage adaptatif, comme par exemple les déformations de joint élastomère, le sertissage de fils, … .

Analyse structuro- magnétostatique
La multiphysique, pour plus de réalisme, moins d’approximations

Le recours accru à la simulation dans la conception et le développement exige un examen de tous les phénomènes physiques applicables pour assurer l’exactitude de la simulation. Prendre en compte les phénomènes physiques de manière dissociée comme cela a longtemps été le cas conduit à des erreurs de prédiction et en conséquence à des conceptions mal dimensionnées. Souvent, l’influence des phénomènes physiques non structurels sur le comportement des structures est déterminante. Le chauffage d’un fil électrique et son influence sur la déformation de la structure adjacente, ou encore le comportement des MEMS (systèmes mécaniques microélectroniques) ne sont que quelques exemples où la prise en compte du couplage est essentielle. Les capacités multi-physiques de Marc, lorsqu’il est utilisé avec des capacités avancées d’analyse non linéaire de structure, offrent des résultats plus précis conduisant à une meilleure conception et à l’amélioration de vos systèmes structurels. Marc peut être utilisé pour coupler des aspects structurels, thermiques, fluides (laminaire, petite déformation), magnétostatiques, électrostatiques et électromagnétiques. Les possibilités de couplage sont également très utiles pour la précision des simulations de fabrication comme le soudage, le formage, … .

Extensibilité du traitement parallèle
Le traitement en parallèle, pour réduire le temps de calcul

Les systèmes parallèles et les processeurs multi-cœurs sont maintenant très répandus sur le marché. Mais longtemps avant qu’ils ne soient devenus monnaie courante, nos développeurs ont largement investi dans la parallélisation de Marc. Le calcul parallèle est disponible depuis près de 15 ans dans Marc et largement utilisé par nos clients. Alors que la plupart des solveurs se concentrent sur la parallélisation d’un seul aspect de la solution (à savoir, la résolution de la matrice), Marc parallélise toutes les étapes de l’analyse (assemblage de la matrice, résolution, récupération des contraintes). Cela vous permet de tirer un meilleur parti de votre système informatique.

Emboutissage
La simulation de processus de fabrication

Le réalisme de la simulation d’un procédé de fabrication dépend des capacités d’analyse non linéaire et multi-physiques, notamment du couplage entre la thermique et la structure. Le logiciel Marc, grâce à ses fonctionnalités avancées de calcul non linéaire, sa simplicité de mise en œuvre et la robustesse de ses algorithmes de contact et de remaillage automatique est la solution idéale pour la simulation des procédés de fabrication comme la mise en forme, le forgeage, le soudage, la trempe, le soufflage, … .

pré/post processeur Patran

Les pré et post-traitement intégrés, pour des analyses non linéaires plus aisées 

Vous pouvez lancer Marc au travers des interfaces graphiques Patran ou Mentat, deux pré- et post-processeurs qui travaillent avec Marc. Mentat prévoit également la possibilité unique de traiter de grands problèmes en parallèle en utilisant la technique de décomposition de domaine. Les conditions de chargement peuvent provenir d’essais ou de tests virtuels utilisant Adams. Le logiciel AFEA est une version intégrée de Patran et Marc.

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D2S International offre des services de conseil en utilisant le logiciel d’éléments finis de HEXAGON (MSC Software).

 

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