Introduction au Calcul de Structures, aux Éléments Finis et à la Simulation Numérique

La simulation numérique est utilisée à de nombreux stades de la conception de produits industriels et de la validation des process de fabrication. Elle met en œuvre des technologies logicielles variées dont le but est globalement de contribuer à l’innovation et à la compétitivité industrielle, à l’accroissement de la qualité et de la sécurité des produits, à la réduction des coûts et des délais. Il est dès lors très important qu’ingénieurs et managers perçoivent clairement l’impact que ces technologies peuvent avoir sur le développement de leurs activités d’innovation, de conception et d’industrialisation. Parallèlement, il est important de comprendre comment ces technologies se mettent en œuvre, tant sur le plan des compétences que des pratiques.

Objectifs et apports de ce stage

La formation « Introduction au calcul de structures, aux éléments finis et à la simulation numérique » (Practical Stress Analysis & Finite Element Methods) est la première étape du cursus de formation proposé par NAFEMS autour des technologies de simulation numérique. Elle permet aux entreprises et participants

• de développer leurs connaissances en calcul de structures par la méthode des éléments finis,
• de préparer l’introduction d’outils de simulation dans l’entreprise,
• de mieux maîtriser les méthodologies et la démarche de calcul,
• de s’assurer des bonnes pratiques et du bon usage de ces outils dans le processus de conception, de validation et d’optimisation des produits et process.

Outre l’apport de connaissances précises sur les technologies de simulation (modélisation, statique, dynamique, non linéaire…), la formation s’attache à apporter conseils et recommandations sur la manière de mettre en œuvre la démarche simulation. Chaque concepteur est en effet amené à traduire sa démarche ou son intention et à effectuer un certain nombre de réductions ou de simplifications afin de maintenir le problème dans un cadre techniquement ou économiquement exploitable. L’objectif du séminaire est également d’éclairer cette problématique et d’aider les stagiaires dans cette mise en œuvre :

• Comment poser un problème ?
• Quelles modèles ou méthodes faut-il mettre en œuvre ?
• Comment interpréter les résultats ?
• Comment s’assurer d’aboutir à une solution qui réponde bien à la problématique posée ?

A qui s’adresse ce stage ?

Le stage s’adresse aux ingénieurs, techniciens et managers qui souhaitent comprendre comment et à quelles conditions mettre en œuvre efficacement les technologies de simulation dans leur contexte professionnel et industriel :

• Ingénieurs, concepteurs et calculateurs confrontés à l’intégration CAO-Calcul en phase étude, industrialisation ou fabrication,
• Décideurs, managers et responsables de services amenés à faire des choix ou encadrer des activités simulation dans leur entreprise,
• Le stage est également une excellente préparation des utilisateurs actuels ou potentiels de logiciels de simulation à la formation produit dispensée par les offreurs de solutions.

Les participants doivent avoir les connaissances générales mathématiques et pratiques nécessaires à la compréhension des concepts qui seront exposés. Ces connaissances sont globalement celles que l’on acquiert dans une école d’ingénieur, dans les cursus universitaires de niveau bac + 2 / bac + 3 ou dans certaines formations techniques.

Cadre et contexte de la formation

La formation dispensée par NAFEMS est indépendante de tout produit logiciel et de toute solution commerciale. Les nombreux exemples qui illustrent le cours ont pour seul objectif d’aider à la compréhension des concepts et de donner une représentation concrète aux notions présentées.

Par ailleurs le stage, volontairement limité en nombre de participants, facilite l’interaction entre le formateur et les stagiaires et permet une attention particulière aux attentes de chacun. En formule intra-entreprise (in-house) il est possible, après entente entre le formateur et le responsable du stage, de personnaliser le contenu de la formation au contexte de l’entreprise.

Les cours sont la propriété intellectuelle de NAFEMS et ne peuvent être ni recopier ni diffuser par quelque moyen que ce soit sans l’accord explicite de NAFEMS ou de ses représentants et sans en acquitter les droits.

Le stage se déroule indifféremment en Anglais ou Français suivant la demande.

Programme

Introduction au Calcul de Structures, aux Éléments Finis et à la Simulation Numérique

Simulation numérique et conception des structures

• Des calculs, pour quoi faire ?
• Calcul et stratégie de conception
• Les apports de la simulation numérique

Rappels sur la méthode des éléments finis

• Historique
• Formulation générale
• Les différents types d’éléments: Barres, Plaques, Poutres,Solides

La démarche de simulation

• Poser le problème industriel à résoudre
• Objectifs, contraintes, moyens
• Définir une stratégie d’étude et les types de calculs à effectuer
• Modélisation
• Maillage
• Conditions aux limites
• Chargements
• Principales sources d’erreurs
• Vérifications
• Lancement et suivi des calculs
• Rapport d’étude

Au delà du statique linéaire

• Dynamique modale
• Non-linéarités de matériau
• Non linéarités géométriques
• Contacts
• Dynamique rapide
• Problèmes couplés