Différents objectifs de performance attendue
Simulation numérique dans le processus de conception de systèmes mécaniques

La démarche est différente, selon qu’il s’agit de concevoir un système mécanique pour obtenir des objectifs de performance attendue en fonctionnement et, dans ce cas, il faut utiliser un modèle de fonctionnement, ou selon qu’il s’agit de concevoir un système mécanique pour s’assurer qu’il pourra être fabriquer et résister aux efforts subis en service (figure ).

• Dans le cas de la recherche de performance de fonctionnement d’un système mécanique, il s’agit d’utiliser un modèle de fonctionnement pour optimiser le choix des composants et leurs liaisons. Les modèles de simulation numérique sont alors des modèles permettant d’assembler numériquement ces composants (en précisant la fonction de transfert de chacun) et de définir les caractéristiques des liaisons afin d’obtenir virtuellement les performances de ce système (niveau de bruit, débit, puissance, vitesse, précision,…).

  Ce type de modèle implique une caractérisation des composants, c’est-à-dire de disposer d’une bibliothèque donnant les caractéristiques de la fonction de transfert de chacun des composants (obtenues ailleurs par expérimentation ou simulation). Pour fixer les idées, rappelons les principaux modèles de simulation :

  • dynamique (SDSM) ;

  • d’un écoulement de fluide ;

  • du niveau vibro-acoustique.

• Dans le cas où il faut s’assurer de la faisabilité de fabrication au meilleur coût et de la tenue aux efforts extérieurs subis par le système mécanique en service, il s’agit d’utiliser un modèle de fabrication, puis un modèle de dimensionnement afin d’optimiser les trois paramètres que sont la forme, le matériau et les procédés de mise en œuvre de ce matériau.

  Les modèles de simulation numérique sont principalement des modèles qui permettent de vérifier que le système mécanique est « fabricable » et capable de résister aux efforts extérieurs pour qu’il soit fiable, assure une durée de vie et réponde aux contraintes de fonctionnement (état de surface, déformations limitées…). Le plus souvent, il faut appliquer ces modèles à un composant plutôt qu’au système complet, du fait qu’il s’agit d’une pièce particulière que l’on veut fabriquer et qui doit résister aux efforts...