Etude paramétrique du remaillage adaptatif 2D et 3D d’Abaqus v6.9 sur des essais de traction et de forgeage

Résumé du document

Le remaillage adaptatif est devenu une composante essentielle pour la simulation des procédés de mise en forme. En effet, vu les modèles de comportement et les changements utilisés dans les simulations des procédés de plus en plus complexes, la structure E.F. subit de grandes déformations hétérogènes l'obligeant à occuper des configurations différentes de la configuration initiale. Ceci engendre des distorsions importantes dans le maillage initial conduisant à des erreurs non négligeables de calcul. La solution qui consiste à un raffinement du maillage initial ne résout pas le problème, mais en revanche augmente le temps de calcul. En plus lorsque le comportement local est dépendant de la taille de maille, celle-ci doit être fixée au préalable dans les zones actives de la structure E.F. Le remaillage adaptatif constitue une solution intéressante pour ces problèmes parce qu'elle permet d'une part de raffiner le maillage dans les zones de fortes distorsions. D'autre part, elle permet de raffiner avec une taille de maille fixée au préalable en fonction des zones actives d'un champ physique donné pour les comportements locaux dépendant de la taille de maille.

Extraits

[...] Nous allons voir un aperçu des techniques adaptatives disponibles dans Abaqus, qui sont très utiles pour l'optimisation d'un maillage. Par ailleurs, l'obtention des solutions de qualité tout en maîtrisant le coût de notre analyse. Le terme «adaptivity» reflète la capacité d'adaptation, ou de la solution-dépendante, processus qu'utilise Abaqus pour adapter le maillage et atteindre les objectifs d'analyse Le maillage adaptatif Il existe trois techniques adaptatives : Arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE) adaptive meshing. Varying topology adaptive remeshing. Mesh-to-mesh solution mapping qui permet l'analyse de zone modifiées. [...]

[...] L'objectif du processus de remaillage adaptatif est d'approcher ou d'atteindre les cibles sur les indicateurs d'erreur sélectionnés pour un modèle spécifique et son histoire quand à la charge d'accompagnement. Les étapes suivantes sont nécessaires pour intégrer un remaillage adaptatif dans le modèle Abaqus / CAE : Il faut identifier les régions dans lequel nous souhaitons appliquer une règle de remaillage adaptatif. La règle de remaillage définit l'étape au cours de laquelle le remaillage sera appliqué, c'est-à-dire les indicateurs de variables d'erreur en sortie. [...]

[...] La règle de remaillage n'a aucun effet sur maillage au cours du premier job. Toutefois, au cours de celui-ci, Abaqus utilise cette règle de remaillage pour calculer les variables d'indicateur d'erreur en sortie Créer la règle de remaillage Pour créer une règle de remaillage: Dans l'interface Mesh sélectionner Adaptivity Remeshing Rule Create. (Il est également possible de choisir l'onglet Sélectionner la région où on souhaite créer cette règle de remaillage. Si la règle de remaillage est assignée à une instance dépendante, Abaqus remaille la pièce d'origine et chaque instance à charge de la partie hérite de la même maille. [...]

[...] Le sens spécifique d'une cible d'erreur dépend du choix de la méthode de dimensionnement (sizing method). Abaqus propose deux méthodes de dimensionnement fondamentales. La Minimum/ maximum control et Uniform error distribution Il est aussi possible de choisir une troisième méthode qui est celle par défaut Minimum/maximum control Cette méthode fournit la meilleure flexibilité pour le remaillage du modèle. Ces caractéristiques sont les suivantes : Elle utilise deux indicateurs d'erreur cible (error indicator target) pour contrôler la taille du remaillage ηmax pour contrôler la taille du remaillage dans la région où se trouve la solution de base (champs de contrainte ou déformation) au maximum ηmin pour contrôler la taille du remaillage dans la région où se trouve la solution de base (champs de contrainte ou déformation) au minimum. [...]

[...] Cependant, le manque de temps n'a rendu possible que l'étude d'essais de traction 2D et 3D. Nous nous intéresserons en premier lieu à une présentation du logiciel ABAQUS et des avantages du remaillage adaptatif avant d'étudier les différentes techniques adaptatives. Enfin, nous verrons quelques exemples 2D et 3D. SIMULATION NUMERIQUE SOUS LE LOGICIEL ABAQUS 1 Présentation du logiciel ABAQUS ABAQUS est un ensemble de puissants programmes de simulation pour l'ingénierie basé sur les méthodes d'éléments finis. Il contient une importante librairie d'élément comme CATIA qui permette la création 3D de n'importe quelle géométrie. [...]