SOLIDWORKS Simulation : Données sur les matériaux manquantes ? Pas de problème !

Lors de la mise en place d'une étude de simulation structurelle, on a souvent l'impression de ne jamais avoir toutes les informations nécessaires. Sans exception, on se contente d'approximations et d'hypothèses. L'absence ou le manque de fiabilité des données sur les matériaux est un point clé que la quasi-totalité des utilisateurs de simulation devront remettre en question.

BASE DE DONNÉES DE MATÉRIAUX SOLIDWORKS

• Le premier endroit où vous pourriez chercher des données matérielles est dans leBase de données de matériaux SOLIDWORKS. Il contient environ 500 matériaux et 100 courbes de matériaux (en 2016). De plus, quelques courbes de matériaux SN utilisées pour l'analyse de fatigue sont stockées sous « Définir les courbes de fonction » (voir ci-dessous). Les autres courbes sont accessibles en cliquant sur un matériau dont le nom contient (SS) ou (SN) pour les contraintes-déformations non linéaires et la fatigue respectivement.

PORTAIL WEB DES MATÉRIAUX SOLIDWORKS

• Pour votre prochaine étape, vous pouvez consulter lePortail Web des matériaux SOLIDWORKS inclus dans SOLIDWORKS Simulation Professional (illustré ci-dessous). Le portail contient environ 1 300 autres matériaux et 250 courbes de matériaux (en 2016).

MATWEB

• Si vous ne trouvez toujours pas ce que vous cherchez, vous pouvez vérifierMatWeb. Ils offrent environ 40 000 matériaux « statiques » (en 2016). MatWeb offre même un plugiciel SOLIDWORKS pour une somme modique. Cependant, MatWeb n'offre pas de courbes.

RECHERCHE SUR INTERNET

• Vous ne trouvez toujours pas ? Vous devrez peut-être faire des recherches sur Internet. Par exemple, si vous recherchez les propriétés élastiques de la fibre de carbone, essayez de rechercher « propriétés des matériaux en fibre de carbone » dans votre moteur de recherche préféré.moteur de rechercheÀ ce stade, vous devrez mettre vos compétences de recherche à l'épreuve. Vous trouverez parfois la perle rare sur le site Web d'un fournisseur de matériaux.
• En parlant des sites Web des fournisseurs de matériaux, avez-vous essayé de décrocher le téléphone et de contacter votrefournisseur de matériaux pour voir s'ils peuvent vous fournir les propriétés pertinentes ? Cependant, même si votre fournisseur de matériaux a certaines propriétés pour vous, vous devrez peut-être tenir compte du fait que certains matériaux peuvent varier considérablement d'un lot à l'autre.

LIVRES / ARTICLES TECHNIQUES

• Toujours rien ? À un moment donné, vous devrez peut-être ranger votre pelle et votre téléphone et sortir votre portefeuille pour commander quelques livres ou articles techniques. J'ai un « Atlas des courbes de fatigue » sur mon bureau et il y en a apparemment quelques autres que vous pourriez trouver, comme l'« Atlas des courbes contrainte-déformation ».

ESSAIS DE MATÉRIAUX

• Gardez votre portefeuille à portée de la main, car si vous ne trouvez toujours pas ce que vous cherchez, vous devrez peut-être envisager de payer pouressais de matériaux. Cela peut vous fournir les données matérielles les plus fiables, mais comme cela peut être coûteux, j'aimerais que vous envisagiez d'abord l'alternative décrite ci-dessous.

PROPRIÉTÉS GÉNÉRIQUES

Quelle est la précision requise pour connaître les propriétés de votre matériau afin d'obtenir un résultat satisfaisant ? Si vous recherchez des déformations approximatives sur une pièce en acier, vous pouvez vous contenter de saisir des propriétés génériques simples, comme celles présentées ci-dessous :

Si vous parcourez les nombreux aciers de notre base de données, vous constaterez que la quasi-totalité d'entre eux présentent un module d'élasticité compris entre 190 et 210 GPa. Cela signifie que les déflexions dans une étude statique linéaire varieraient d'environ 10 % selon l'acier sélectionné. Si cela vous convient, essayez un acier situé à l'extrémité inférieure de cette fourchette (par exemple, 190 GPa). Attention cependant : même le module d'élasticité peut varier de plus de 10 % pour certaines classes d'acier spécifiques.

PROPRIÉTÉS COMPLEXES

Pour des propriétés plus complexes dont vous pourriez avoir besoin pour une analyse non linéaire, l'une des simplifications les plus simples que vous pouvez faire pour certains matériaux est d'utiliser une courbe « parfaitement plastique ». Cette méthode nécessite seulement que le module d'élasticité et la limite d'élasticité soient connus. Consultez la comparaison ci-dessous pour voir à quel point l'hypothèse de plasticité parfaite se compare à la courbe SS fournie pour « l'acier allié (SS) » pour des déformations inférieures à 2 %.

Il existe des méthodes plus sophistiquées pour approximer les données de contrainte-déformation si vous connaissez également la résistance ultime à la traction du matériau.

Vous pouvez utiliser des outils, comme une calculatrice de fatigue, pour approximer les données de la courbe S-N. Ce site Web propose aussi quelques autres outils.  Et, il existe quelques sites Web semblables à celui-ci qui offrent des outils pour vous aider à approximer les données matérielles.

PRENDRE DES DÉCISIONS ÉCLAIRÉES

Ces recommandations peuvent être utiles pour certaines catégories de problèmes. Mais elles peuvent aussi être potentiellement dangereuxsi tu n'es pasconservateur et prudent avec la compréhension des effets de ces hypothèses. C'est pourquoi vous devriez sortir votre manuel, parcourir les pages Wikipédia, visionner des vidéos YouTube, clavarder avec vos pairs, etc. pour vous assurer de bien comprendre certaines propriétés. Cela vous permettra de prendre des décisions éclairées quant aux simplifications à autoriser et à celles que vous devrez investir plus de temps et d'énergie pour éviter.

Au minimum, quelques-unes des propriétés que vous aurez probablement à traiter et que vous devrez comprendre régulièrement sont :

• Module d'élasticité (en particulierModule de Young)
• Coefficient de Poisson
• Limite d'élasticité

Ces propriétés sont mises en évidence en rouge pour les études statiques pour une raison.