Outils avancés en simulation mécanique

Outils avancés en simulation mécanique

Présentation Générale

Descriptif de l’enseignement

1. Automatisation des calculs avec un langage de script

— Utilisation d’un langage de script (eg. Python, Matlab, Gibiane) pour la mise donnée les calculs éléments-finis.
— Lancement de calculs multiples à l’intérieur de boucles pour l’automatisation des calculs.

2. Implémentation de lois de comportement

— Principe de l’implémentation de lois de comportements personnalisées sur la base de routines utilisateurs.
— Identification des entrées et des sorties.
— Mise en pratique avec l’écriture de routines utilisateur de type UMAT, MFRONT, etc.

3. Utilisation de langages axés sur les formulations faibles

Initiation à l’utilisation d’un langage de script permettant d’implémenter une méthode des éléments-finis à partir de la formulation faible du problème étudié (eg. FreeFem++, FEniCs, AceFem).

4. Conception Assistée par Ordinateurs (CAO)

Utilisation de logiciels de Conception Assistée par Ordinateur (eg. Freecad, Catia, Solidworks, etc).

  1. Modélisation volumique avec formes canoniques (cylindre, parallélépipède, . . .) : esquisse iso-contrainte, pièces volumiques
    monovolume/multivolume, raccordemment (congés, nervure…), paramétrisation et configuration de pièces, association
    d’attributs et propriétés matériaux à un volume.
  2. Modélisation hybride (volumique et surfacique) : opérations topologiques surfacique (intersection, coupe, réunion de
    surface, des conditions aux limites…) et opérations topologiques entre volume et surface (découpe, remplissage…).
  3. Assemblage de pièces.
  4. Formats d’échanges CAO ! code EF.

Pré-requis

— Méthode des éléments-finis en linéaire et en non-linéaire.
— Initiation aux logiciels éléments-finis.

Objectifs

Au terme de cet enseignement, l’étudiant devra savoir :
— Maîtriser l’utilisation des langages de script pour la définition des calculs éléments- finis.
— S’adapter à différentes associations de logiciels et langages de programmation.
— Automatiser le lancement des plusieurs calculs à la suite.
— Implémenter des lois comportement personnalisées.
— Utiliser les fonctions de bases des logiciels de CAO

Les 4 options

Option 1 – Automatisation/UMAT

Dans cette option, on développera des Scripts Python pour l’automatisation des tâches sous Abaqus et on verra comment implémenter une loi de comportement de matériaux dans Abaqus en utilisant des UMAT programmées en Fortran 77.

Option 2 – FreeFEM

Historiquement, les logiciels éléments-finis ont été développés pour résoudre des problèmes de mécanique des solides déformables mais ont les utilise de plus en plus pour résoudre tout type de problème de physique comme en thermique, en mécanique des fluides, en magnétisme, … Pour cela il est utile de disposer de logiciels éléments-finis flexibles basés sur l’écriture de la formulation faible du problème physique étudier. C’est le cas du logiciel Gratuit FreeFEM qui sera étudié dans cette option.

Option 3 – Salome Méca/Castem

L’achat des licences des codes de calculs éléments-finis représente un investissement important pour les entreprises qui préfèrent parfois se tourner vers des solutions alternatives gratuites ou bon marché. Dans cette option on propose une initiation au logiciel open-source Salomé Méca – Code Aster développé par EDF et une initiation au logiciel Castem gratuit pour l’enseignement et la recherche développé par le CEA.  

                                                          

Option 4 – Conception Assistée par Ordinateurs (CAO)

L’objectif est d’acquérir des  compétence en CAO (eg. Freecad, Catia, Solidworks, etc) complémentaires aux cours de Codes de Calculs Industriels. Cette options s’adresse plutôt aux étudiants souhaitant intégrer une entreprise à la suite du Master.