Trucs et astuces non linéaires Simulation

Lorsque vous avez affaire à une analyse non linéaire dans SOLIDWORKS Simulation Premium, il est parfois très difficile de faire le travail. Voici un extrait de ma présentation à SWW Los Angeles en 2017 pour améliorer votre flux de travail et avoir une expérience plus fluide avec le module non linéaire.

Tout d'abord, quelques conseils sur l'utilisation du module : ne vous lancez pas tout de suite mais commencez par une analyse statique linéaire. Plus tard, lorsque vous êtes d'accord avec la configuration, vous pouvez convertir facilement (image1) l'étude linéaire en une étude non linéaire.

De plus, si vous le trouvez instable, vous pouvez à nouveau le convertir dans une étude non linéaire et essayer d'utiliser l'amortissement comme « stabilisateur » pour la course (voir aussi ma présentation à SWW 2018 sur l'amortissement de Rayleigh ici : https://www.youtube.com/watch?v=i6NcZuBUOFE). Cette approche présente de nombreux avantages :

• Il est rapide à exécuter pour vérifier les contacts et les conditions aux limites
• Le maillage peut être transféré une fois que vous avez trouvé le bon équilibre entre précision et vitesse
• Le modèle de matériau linéaire vous donnera une idée de ce à quoi vous attendre.

En parlant de maillage, commencez toujours par un maillage de dépouille pour gagner du temps. Une fois que vous avez identifié un bon maillage, vous pouvez facilement passer au deuxième ordre.

De plus, le maillage standard devrait être préférable en premier lieu, car il a un comportement plus prévisible et vous n'obtiendrez pas de nœuds supplémentaires dont vous n'avez pas besoin. Si le maillage standard n'est pas adapté à votre modèle, passez à un maillage basé sur la courbure.

Il est recommandé d'utiliser la commande de fractionnement sur une géométrie difficile à mailler. Utilisez-le pour aider le mailleur à commencer avec les bords que vous décidez, en plus c'est un bon outil pour avoir des résultats exactement là où vous en avez besoin.

Parlons maintenant des contacts, la partie la plus difficile à gérer dans une analyse non linéaire. Quelques conseils sur les contacts :

• Commencez toujours par un contact collé global, puis appliquez des jeux de contacts sans pénétration.
• Essayez d'avoir la même dimension d'élément de maillage dans toute la région du jeu de contacts
• Utilisez une commande de maillage pour obtenir un maillage uniforme sur un composant hautement déformable (comme un joint en caoutchouc) (image3)
• Choisissez la sélection de la source et de la cible (dans la fenêtre du jeu de contacts) en pensant à une balle qui s'écrase contre un mur. La source sera toujours la sélection avec des surfaces plus complexes et/ou plus petites que la cible. La cible est généralement sélectionnée sur des surfaces beaucoup plus lisses.
• N'utilisez pas beaucoup de jeux de contacts avec moins de surfaces sélectionnées, mais essayez de les regrouper par rapport à la région de contact que vous imaginez.
• Utilisez toujours l'option de contact surface-surface dans les jeux de contacts sans pénétration
• N'utilisez le frottement que lorsque cela est nécessaire et uniquement dans un jeu de contacts spécifique (cela ralentit le calcul)
• Utilisez un frottement de 0,05 dans le jeu de contacts problématique pour éviter de glisser et ainsi stabiliser la conduite.

La dernière partie de cet article concerne les paramètres du solveur. Habituellement, les paramètres par défaut sont corrects, mais avec des modèles complexes, impliquant de nombreux jeux de contacts, des matériaux hyperélastiques ou des conditions aux limites charge-décharge, il est préférable de les modifier. Passons-les en revue :

• Utilisez toujours Direct Sparse ou Intel Sparse (assurez-vous d'avoir beaucoup de RAM)
• FFE+ ou d'autres solveurs ne doivent être utilisés que si vous êtes à court de cœur (pas assez de RAM)
• Définissez la tolérance de convergence sur 1e-06. Cela ralentira la course, mais il est plus probable de la terminer. Mieux vaut attendre plus mais avoir des résultats à surveiller.
• Définissez le nombre maximal d'itérations d'équilibre sur 50 pour faciliter le calcul des étapes difficiles.

De plus, il est très important de configurer un bon pas de temps dans la fenêtre du solveur. Il y a quelques conseils ici basés sur l'expérience. Essayez d'imaginer le pas de temps comme la vitesse et l'accélération que vous voulez conduire votre voiture. Si vous utilisez une vitesse lente et une faible accélération, vous pouvez facilement conduire partout mais vous perdrez beaucoup de temps. Au lieu de cela, si vous utilisez trop d'accélération avant une courbe, vous pouvez avoir des problèmes.

Le pas de temps minimum est exactement la vitesse minimale que vous souhaitez définir pour l'analyse, c'est extrêmement important, mais la valeur par défaut convient à presque toutes les exécutions. Ensuite, vous devez définir un pas de temps maximum, c'est encore une fois en termes de vitesse la vitesse maximale que vous autorisez à conduire votre course. S'il est trop élevé, le risque est de recevoir une erreur du solveur qui s'est arrêtée en raison d'un problème de convergence. Habituellement, j'essaie un 1/10 ou un 1/20 du temps total fixé pour l'analyse.  La dernière valeur à définir est le pas de temps initial, c'est-à-dire la vitesse initiale que vous prenez pour démarrer votre disque. Si vous savez qu'il y a un contact complexe au début de la simulation, vous pouvez le couper en deux par rapport au pas de temps maximum, mais généralement je le règle à la même valeur.