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© SOKARIS INGENIERIE – 2019 - TECH’DAYS - allègement des produits, plastiques et composites - 5 MARS 2019 www. sokaris-ingenierie.com Conception optimisée – Calculs de structure – Développement d’outils métier Conception optimisée

Conception optimisée Calculs de structure –Développement d

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Conception optimisée – Calculs de structure – Développement d’outils métier

Conception optimisée

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Conception optimisée – Calculs de structure – Développement d’outils métier

1,3 M€

54%

7 %

24 %

4 %

10 %

Pièce à tenue mécanique

Pièce structurelle

12%

36%

15%

37%

Recherche Interne

Conception &Optimisation

Conseil & Audit

Innovation

37% à l’export

1 équipe passionnéeDocteurs – Ingénieurs - Experts

Procédés

MatériauxCalculs

Lyon

Saint Germain en Laye

« Sokaris Ingénierie vous accompagne dans vos

projets depuis 1999 »

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Conception optimisée

• SOKARIS Ingénierie est spécialisée dans la conception de pièces et ensembles sollicités mécaniquement et thermiquement.

• La conception optimisée consiste à concevoir une pièce en prenant en compte dès le début les critères de dimensionnement par validation numérique.

• Les outils d’optimisation sont utilisés tôt dans le processus de conception afin de faire ressortir des concepts innovants.

Le calcul structurel au cœur du processus de conception

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L’optimisation dans le processus de conception

• Les outils d’optimisation peuvent intervenir à différents stades du processus de conception

Recherche de concept global : optimisation topologique

• Inspire

• Optistruct

Recherche de concept détaillé : Optimisation

topologique

Optimisation fine de la forme : optimisation de

forme libre

Optimisation paramétrée :

• Déformation de maillage

• CAO paramétrée

• Modèle EF paramétré

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Optimisation topologique au sein du BE

• Inspire est utilisé par le bureau d’études en support des concepteurs.

• La prise en main est facile et les résultats rapides.

• Les modélisations sont simplifiées.

• Des contraintes de procédé injection sont utilisables.

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Optimisation topologique – recherche de concept

• Procédé: fabrication additive métal

• Matériau: Titane

• Intérêts de la méthode• Concept innovant en rupture

• Réduction de la masse

• Sollicitations:• Statique: Efforts

• Vibratoire

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Porte moyeu automobile

• Procédé: fabrication additive métal

• Matériau: aluminium

• Intérêts de la méthode• Concept innovant en rupture

• Réduction de la masse

• Sollicitations:• Statique: Efforts

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Bride d’usinage: choix de procédé de fabrication

FONDERIE

FABRICATION ADDITIVE

• Procédé: à déterminer

• Matériau: acier

• Intérêts de la méthode• Concept adapté au process

• Sollicitations:• Statique: Efforts

• Dynamique: analyse modale

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Optimisation topologique – détermination du nervurage

• Procédé: Fonderie sous pression

• Matériau: magnésium

• Intérêts de la méthode• Réduction du temps de développement

• Respect de l’objectif masse

• Résultat très proche de la forme finale

• Sollicitations:• Respect des normes: 18 cas de

sollicitation mécanique

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Optimisation par déformation libre de maillage

• Procédé: Usinage

• Matériau: aluminium

• Intérêts de la méthode• Pas de boucle CAO

• Sollicitations:• Efforts statique

• Dilatation thermique

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Optimisation par déformation contrôlée de maillage

• Procédé: Tous

• Intérêts de la méthode• Optimiser sans boucle CAO

• Respect de la topologie

• Objectif• Minimiser la contrainte

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Optimisation paramétrique

Design space

Optimization software linked to CATIA V5

Topological optimization to define a valid concept in a range of frequencies and inertia

Concept digitalizationGenerative model

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Optimisation paramétrique

Optimisation paramétrique d’un profil de joint à lèvre dans ABAQUS CAE

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Paramètres procédé (géométrie de la pièce, rugosité initiale, vitesse d’avance… )

Simulation paramétrée ABAQUS / Python

Rugosité Profil de contraintes résiduelle Dureté superficielle

Optimisation paramétrique

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Applications aux pièces plastiques

• Les méthodes d’optimisation ont été développées initialement sur des pièces métalliques.

• Nous avons utilisé ces outils dans le cadre de l’optimisation de pièces structurelles en plastique.

• Les procédés utilisés sont:• Thermoformage

• Fabrication additive

• Injection plastique

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Thermoformage

• Procédé: Thermoformage + collage

• Matériau: ABS PMMA

• Type d’optimisation• Déformation de maillage pour définir

les raidisseurs

• Critères:• Tenue mécanique

• Raideur

• Challenge:• Pièce de grande dimension

• Pièce d’aspect

• Calcul double peaux avec collage

• Prototypes bon du premier coup

• Validation FEA

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Support moteur

• Procédé: Injection

• Matériau: PA66 GF 50

• Type d’optimisation• Topologie dans le domaine isotrope

• Paramétrée dans le domaine anisotrope

• Critères:• Tenue mécanique

• Challenge:• Optimisation en masse

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Injection PA66 GF 50

• Optimisation topologique dans la domaine isotrope

1. Définition du moulage

2. Optimisation topologique isotrope

3. Analyse topologique isotrope4. Interprétation

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Injection PA66 GF 50

• Optimisation paramétrée en anisotrope

CAO

Optimisation paramétriqueCalcul anisotrope

Estimateur d’orientation des fibres

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Exemple 2

• Procédé: Injection

• Type d’optimisation• Topologie dans le domaine isotrope

• Paramétrée dans le domaine anisotrope

• Critères:• Comportement dynamique

• Challenge:• Optimisation en masse

• Optimisation en raideur dynamique

Corps : PP GF50

Couvercle PA6 GF40

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SOKARIS INGENIERIE

• SOKARIS Ingénierie développe depuis 15 ans des outils et méthodes d’optimisation pour améliorer la compétitivité de ses clients (performance, cout, qualité)

• Nous consacrons 12 % de notre chiffre d’affaires pour la recherche et l’innovation.

• Ceci nous permet de toujours proposer des méthodes innovantes et donc des concepts toujours optimisés.

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CONTACT

SIEGE SOCIAL

30 bis rue du Vieil Abreuvoir

78100 SAINT GERMAIN EN LAYE

Tél.: +33 (0) 1 39 10 80 36

Jean Pierre GAUDET - Manager

[email protected]

+ 33 (0) 6 87 45 21 30

Ornella GUILLEMIN COLIN – Ingénieur d’affaires Europe

[email protected]

+ 33 (0) 6 07 49 33 58

CENTRE TECHNIQUE

115 Boulevard de la bataille Stalingrad

69100 VILLEURBANNE

Tél.: +33 (0) 4 37 40 32 44

Thierry LAVIGNE – Directeur technique

[email protected]