Etudes des écoulements particulaires – Simulation de millions de particules aux formes réalistes
Etudes des écoulements particulaires – Simulation de millions de particules aux formes réalistes
DEM est l’acronyme de Discrete Element Method. Il s’agit d’une méthode de résolution des équations de la dynamique dans un milieu granulaire. Cela permet de réaliser des études détaillées de la dynamique des écoulements particulaires dans un système.
C’est toute la force de ces nouveaux modèles mathématiques, il est désormais possible de représenter le comportement de particules c’est à dire de tous types d’éléments rigides, quelles que soient leurs formes et leurs tailles.
Il n’est plus nécessaire que cet élément rigide soit réellement (ou supposé) sphérique.
Sur ces particules, il est possible de faire intervenir différentes grandeurs, prise en compte de l’humidité, le magnétisme, la température, la sécabilité ou l’usure des particules, etc. A l’inverse, il est possible d’étudier l’impact des particules sur les éléments extérieurs (fluides, solides, parois).
Cela peut être très varié, il est difficile de lister toutes les industries concernées, tellement il y en a. En réalité, il s’agit de toutes les industries où l’on veut étudier le comportement d’éléments rigides dans un ensemble (brins, roches, ingrédients alimentaires, petites pièces mécaniques, déchets, tous types de granulés, poudres, etc.)
Il est très facile de mettre en mouvement des corps rigides, tels que des convoyeurs, des excavateurs, des vis sans fin, des mélangeurs, etc. Le couplage multiphysique est également intégré aux études, couplage avec la mécanique des fluides (Volumes finis, SPH) et la mécanique des structures (FEA).
Ces simulations numériques permettent d’optimiser tous systèmes quand les approches expérimentales sont trop complexes. De plus, on peut démultiplier facilement le nombre de configurations de calculs pour tester différentes solutions de conception. Les thématiques qui sont traitées ici, concernent la ségrégation de particules, tous les sujets liés au colmatage, au tamisage, au concassage, à l’érosion, au dépoussiérage, à l’étude d’impact de corps solides.
Il est possible de représenter des écoulements particulaires avec :
- Des fibres
- Des éléments coques
- Des solides concaves
- Des solides convexes
- Des éléments assemblés
Quelles formes réalistes peut-on modéliser ?
La réalisation de simulations numériques des écoulements particulaires, malgré la représentation de millions de particules, ne nécessite pas de trop longs temps de calculs, grâce à l’utilisation ingénieuse de la puissance de calcul des multi-GPU et des CPU. De plus, notre expertise dans le domaine, nous permet de nous concentrer sur les phénomènes physiques nécessaires à la résolution de la problématique et ainsi limiter les temps de calculs.
Métrologie dimensionnelle par scanning 3D
Démo Métrologie dimensionnelle par scanning 3D
- En 1, vous prenez un super collègue, au top, comme Sébastien Hatton
- En 2, vous prenez un Scanner GOM (SOLSI-SCAN est équipé, il suffit de demander)
- En 3, vous prenez le logiciel dédié à la métrologie dimensionnelle par scanning 3D, GOM Inspect Professional.
- En 4, vous prenez une turbine de turbocompresseurs pour l’automobile, qu’il faut contrôler de façon précise
- En 5, vous obtenez l’analyse métrologique (après transformation du nuage de points, comparaison avec la CAO, réalisation du Best-Fit*) qui vous permet de lever toutes les questions liées aux non-conformités de la pièce.
Le Pôle Véhicule du Futur, la CCI Grand Est et les partenaires du projets PAE – Pôle automobile européen – organisent un forum « Tomorrow in Motion- La Grande Région, terre d’industrie automobile.
Les industriels de la grande région Grand Est et des territoires voisins se rassemblent et partageront leur expertise et leur point de vue sur les thématiques des transitions énergétiques et numériques, devenues aujourd’hui des sujets incontournables dans l’industrie automobile et sur le marché de la mobilité de demain.
Le 14 et 15 juin 2022, nous présentons les activités du groupe SOLSI, qui rassemble SOLSI-CAD, SOLSI-LUX et SOLSI-SCAN (avec en particulier d’une de Métrologie dimensionnelle par scanning 3D)
Plus d’information sur nos prestations de scanning 3d
Plus d’information sur le Forum In Motion 2022
Scanning 3D – Métrologie dimensionnelle – Mesure et Contrôle 3D sur une pièce plastique
Scanning 3D – Métrologie dimensionnelle – Contrôle et Mesure 3D
- Vous souhaitez voir comment on réalise le scanning 3D d’une pièce ?
- Et découvrir à quoi sert un scanning 3D ?
- Cette vidéo va vous montrer comment ça se passe !
Vous voulez :
– Optimiser votre production ?
– Gagner du temps dans les phases de mise au point de vos machines de production ?
– Optimiser vos temps de contrôle par rapport à la métrologie dimensionnelle ?
– Créer un jumeau numérique de pièce ?
Vous ne connaissez, peut-être pas toutes les possibilités du scanning 3D…?
Les équipements de scanning 3D – GOM nous permettent de mesurer, de contrôler, d’expertiser vos pièces et d’optimiser votre production.
Ici, un exemple de métrologie dimensionnelle sur une pièce plastique. Les mêmes analyses sont possibles sur des pièces de fonderie, de forge, d’usinage, d’emboutissage, de petites ou de grandes dimensions.
Merci à Guillaume HUG pour ton talent d’acteur de mains !
- Réception pièces chez SOLSI-CAD à Hagondange (57),
- Mise en place de gommettes,
- Matification / Poudrage de la pièce plastique,
- Scanning 3D / Acquisition du nuage de points,
- Post-traitement / Création d’un maillage,
- Métrologie dimensionnelle avec GOM Inspect,
- Expertise géométrique / métrologie dimensionnelle sur pièces et outils,
- Inspection des EI – échantillons initiaux,
- Vérification des opérations de fraisage et d’usinage,
- Assemblage virtuel de pièces,
- Inspection de pièces fournisseurs,
- Réalisation de comparaison avec la CAO – BEST-FIT – Détection et analyse des non-conformités,
Métrologie dimensionnelle dédiée à la plasturgie – GOM
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bureau d’études mécaniques au Luxembourg – Gestion de projets et réalisations
Bureau d’études mécaniques au Luxembourg
- Etudes mécaniques
- Automatisme / Pneumatique
- Electricité
- Motorisation
- Adaptabilité de postes de production
- Intégration sur lignes de production
- Certification CE
- Ergonomie
- Optimisation des coûts
- Machines Unitaires ou Séries
- Outillages sur mesure
- Convoyeurs spécifiques
- Posages
- Gabarits de soudure
- Gabarits de contrôle
- Préhenseurs
- Bancs d’essais
- Plateforme process
- Outillages de transports et de levage
- Montages d’usinage
- Etudes, Conception et mises en plan
- Simulations numériques des structures
- Simulations numériques des fluides, et thermique
- Relevés sur site par scanning 3D
- Contrôles dimensionnels de pièces par scanning 3D
La combinaison de nos compétences nous permet de renforcer notre position dans la gestion, le suivi et la réalisation de vos projets en ingénierie mécanique.
Métrologie-Contrôle géométrique et tridimensionnel – Atelier Tech’Day par GOM
Atelier autour de la Métrologie-Contrôle géométrique et tridimensionnel
- En 1, vous prenez la pièce sur laquelle vous êtes en galère ! (ou son outil de production, en l’occurrence son moule d’injection !)
- En 2, vous prenez un Scanner GOM (SOLSI-CAD est équipé, il suffit de demander)
- En 3, vous prenez un Simon JUNG, pour vous faire la démo des capacités des produits GOM.
- En 4, vous obtenez l’analyse métrologique (après transformation du nuage de points, comparaison avec la CAO, réalisation du Best-Fit*,etc) qui vous permet de lever toutes les questions liées aux non-conformités de la pièce.
Ces techniques vous permettent d’accélérer et contrôler presque tous les procédés, de la construction et l’usure d’outils et des moules, à l’analyse des échantillons initiaux, à l’assemblage complet. Mais aussi pour améliorer l’ajustement des moitiés de moules, la rétroconception pour créer des données CAO pour l’archivage après réparation ou modification.
Ce mardi 10 décembre 2019, Solsi-Cad participait à la Tech’day organisée par Gom France (Metz) et Plastinnov. Merci à Jérémy Turecki et à Frédéric Barbe pour la photo.
Les acteurs industriels locaux du domaine de la pièce plastique étaient réunis à l’IUT de Science et Génie des Matériaux à Forbach (57).
Comme à son habitude, l’équipe Gom a animé la journée avec brio autour de la Métrologie-Contrôle géométrique et tridimensionnel !
Merci à François Lambert, Corentin Charles, Laura Guldner, Valentin SCUBLA, Simon JUNG, Frédéric FRADET pour Plastinnov.
Un best-fit, c’est un recalage global du nuage de points effectué à partir d’une comparaison de la géométrie mesurée avec
la géométrie théorique en minimisant l’amplitude des défauts. Cette répartition des défauts est réalisée sur la totalité de la surface de la pièce en utilisant la méthode des moindres carrés. Cela permet d’obtenir un équilibrage global des écarts.
Rétro-ingénierie et Scanning 3D – Assemblage virtuel de mon turbocompresseur !
Rétro-ingénierie et Scanning 3D pour le 15 aout !
Avant le pont du 15 août, j’ai deux options…qui s’offrent à moi…explorer mon garage et faire un peu de Rétro-ingénierie et Scanning 3D ou partir explorer en balade…
Photo#1 by Aj Yorio on Unsplash / Photo#2 by Reynier Carl on Unsplash
Le WE est passé et j’ai finalement… démonté mon turbo dans mon garage et je l’ai scanné avec le scanner GOM Atos Compact Scan ! 5 pièces à dégripper dont j’ai fait un réassemblage virtuel.
Mon turbocompresseur avant démontage
Au préalable, il faut procéder au posage des gommettes et à la matification. Ensuite, le scanner GOM Atos Compact Scan envoie de la lumière bleue structurée sous forme de franges, sur la pièce, permettant par photogrammétrie de créer un nuage de points représentant la pièce réelle.
Matification et gommettes / Lumière bleue structurée
Avec le logiciel GOM Inspect Pro 2019, j’ai nettoyé et traité le nuage de points, la rétroconception a été ensuite réalisée sur CATIA V5.
Cette version de GOM Inspect permet aussi d’inspecter un assemblage de pièces.
En assemblage numérique, plusieurs pièces peuvent être virtuellement alignés les unes par rapport aux autres. L’analyse est basée sur les pièces scannées. Cette fonctionnalité permet d’améliorer les analyses sur l’alignement des composants ainsi que l’analyse des jeux et affleurements ou de l’épaisseur des matériaux.
Grâce au scanner GOM Atos Compact Scan, il est également possible de réaliser le contrôle dimensionnel 3D de pièces avec une justesse de 10µm.
C’est très performant pour les pièces de formes, comme les ailettes de turbocompresseurs, des pales de réacteurs, etc.
SOLSI-CAD a réduit par 3, le temps de contrôle de turbocompresseurs avant et après essais par rapport à une MMT traditionnelle.
Il est possible également de scanner des pièces de petite série, ou grande série où l’emploi d’une ScanBox est privilégié. Dans ce cas, il faut aussi penser à poser les pièces, le BE de SOLSI-CAD se charge de concevoir ces outillages (posages de contrôle, etc.) et de réaliser le contrôle de trajectoires du robot (avec le logiciel VMR) pour optimiser le temps du scanning.
Exemple de posage pour ScanBox
Lien vers les nouveautés du logiciel GOM Inspect avec l’assemblage virtuel.
Plus d’information sur nos prestations de scanning 3d
Etude de ballottement-sloshing par simulation numérique
Etude de ballottement-sloshing par simulation numérique
Calcul numérique d’écoulement à surface libre
Vous vous êtes déjà rendus dans un restaurant japonais pour déguster des sushis. Et là, dilemme, ne pas se tromper de sauce soja, la sucrée ou la salée ?
Alors comment choisir, sans avoir d’informations complémentaires, ni même goûter la sauce ?
Comment choisir sa sauce sushi sans y goûter ?
La réponse réside en la viscosité…seul point de différenciation entre les deux sauces, sucrée et salée. La viscosité est plus importante pour la sauce sucrée et ça se voit !
Il suffit de secouer la bouteille et d’observer.
Nous avons reproduit une Etude de ballottement-sloshing par simulation numérique du comportement de ce fluide dans sa bouteille.
Cette différence de comportement d’écoulement de fluides visqueux est reproduisible par simulation numérique à l’aide d’un logiciel de CFD (Fluent).
La sauce sucrée est plus visqueuse ce qui freine les mouvements de la sauce et la rend plus adhérente à la paroi.
Etude CFD du ballottement-sloshing de sauce sushi dans sa bouteille ©SOLSI-CAD
La viscosité d’un fluide est la grandeur quantifiant sa résistance à l’écoulement. Plus un fluide est visqueux et plus il s’écoulera difficilement. Nous considérons ici des fluides newtoniens, c’est-à-dire dont la viscosité ne dépend pas des efforts subis par le fluide.
Un exemple fameux de fluide non newtonien est le mélange d’eau et de farine de maïs. Cette expérience peut être réalisée chez vous, à la maison.
Viscosité dynamique de différents fluides
Ces simulations sont réalisées à l’aide du logiciel de CFD ANSYS FLUENT.
Nous avons employé le modèle VOF (Volume Of Fluid) permettant de reproduire le comportement de surfaces libres (c’est à dire lorsque deux fluides cohabitent (l’air et la sauce par exemple)).
Nous avons appliqué un mouvement de balancier à la bouteille permettant de reproduire l’agitation du fluide.
La simulation est instationnaire, c’est à dire que les mouvements ne sont pas indépendants du temps.
Grâce à ce modèle, il est possible de reproduire beaucoup de phénomènes physiques différents permettant de prédire le comportement des fluides, de réaliser des optimisations hydrodynamiques, dans des secteurs industriels aussi variés que le comportement des fluides en réservoirs, en milieu marin, ou les écoulements de rivières.
En terme d’Etude de ballottement-sloshing
Les applications sont très variées :
- Agitation dans les cuves pour prédire la création du vortex
- Remplissage ou la vidange de réservoirs ou de cuves et prédire l’apparition de tourbillon de surface ou de sous-surface (cavitation).
- Simulation du ballottement afin de dimensionner les baffles dans les tankers-méthaniers
- Evaluation des impacts de vagues dans les cuves de méthaniers
- Étude et analyse de la stabilité des camions citernes – calcul de mode de ballottement
- Calcul de vague – Impact de la rupture d’un réservoir de stockage pétrolier
Expérience de sloshing dans l’espace par Thomas Pesquet, ©ESA.
En terme d’études en milieu marin
Les applications sont très variées :
- Ecoulement autour des bateaux
- Effet de vagues sur les navires
- Calculs d’impact sur une coque
- Performance hydrodynamique des coques de navires
- Aide au dimensionnement des drones aquatiques
En terme d’écoulements de rivières
Les applications sont très variées :
- Calculer les efforts sur berges – Effet de vagues
- Écoulement d’une rivière artificielle – Etude de ressaut
- Prédiction des phénomènes d’érosion
- Etude des écoulements dans les canaux naturels (rivière) et artificiels (irrigation, assainissement ou sport)
Calcul d’optimisation topologique avec Optistruct pour la fabrication additive
Calcul d’optimisation topologique avec Optistruct pour la fabrication additive
Retour sur le Salon Du Bourget 2019
La Fabrication Additive (FA) présente de nombreux avantages, elle permet notamment de fabriquer des formes très complexes, certaines irréalisables avec les procédés conventionnels.
Elle permet l’allègement des structures (grâce au calcul d’optimisation topologique) et d’ajouter de nouvelles fonctionnalités aux pièces à haute valeur ajoutée.
Dans ce contexte, la FA se retrouve dans chaque hall du salon du Bourget 2019. Plusieurs sociétés présentent leurs savoir-faire sur le salon… Nous avons rencontré M. Jules Barot de Lisi, nous le remercions pour ses explications.
Les procédés de fabrication additive, de fait de leur jeunesse, ne permettent pas encore de s’affranchir d’une phase de validation.
A ce jour, en amont d’une fabrication, il faut réaliser des éprouvettes faites dans plusieurs directions de fabrication, puis plusieurs types d’essais sont réalisés :
- mécaniques (traction, torsion, dureté…),
- de fatigue (tenue dans le temps sous chargement cyclique),
- de granulométrie,
- de porosité.
Suite à une fabrication, des contrôles non destructifs semblables à ceux réalisés en fonderie (ressuage, radiographie, ultrasons…) peuvent être menés pour vérifier l’intégrité de la pièce.
Les pièces métalliques sont généralement fabriquées grâce à des technologies à base de poudres telles que la fusion sélective par laser (LBM), la fusion par faisceau d’électrons (EBM) ou encore le frittage sélectif par laser (SLS). Les pièces en polymère sont produites par dépôt de matière fondue (FDM).
En phase d’études, il existe des logiciels permettant de créer des pièces optimisées, dont le principe consiste à répartir au mieux la matière afin de trouver les formes les plus pertinentes par rapport aux sollicitations. Pour cela, SOLSI-CAD se sert d’ALTAIR OPTISTRUCT et fournit des prestations d’optimisation topologique.
SOLSI-CAD dispose également de solutions de scanning 3d optique GOM pour le contrôle dimensionnel des pièces.
Les experts de la conception de pièce plastique et de Moldflow à Paris
Conception de pièce plastique : les experts de la simulation d’injection plastique à Paris
La conception de pièce plastique au service de l’écologie ??
On pourrait le dire…oui !
Côté automobile…une voiture est composée à 20% de pièces plastiques. Elle est donc plus légère…et en conséquence elle consomme moins, et c’est bien pour la planète ! D’ailleurs, il s’agit de plus en plus de plastique recyclé. Renault tend vers 100 % de plastiques recyclés en France d’ici 2025.
Mais le plastique, ce n’est pas que la voiture…
Le packaging : 40%, 20% pour le btp, finalement que 10% pour la voiture.
Ce jeudi 06 Juin 2019, les spécialistes de l’injection pour la conception de pièce plastique se réunissent, grâce à la société Aplicit, distributrice des solutions Autodesk et notamment du logiciel Moldflow.
Solsi-Cad, acteur incontournable de la conception de pièce plastique dans le Grand Est, assiste aux conférences sur les évolutions du secteur de la modélisation plastique aux Champs Elysées à Paris.
De nombreuses programmations ont été prévues dans la journée pour faire de cet événement un grand spectacle. Les utilisateurs de Moldflow ont été ravis d’en apprendre encore plus sur leur logiciel de prédilection, comme Sébastien Hatton, notre expert de la conception de pièce plastique et de l’injection, pour pouvoir être efficace au maximum et fournir des prestations adaptées à nos clients.
Au programme de cette journée :
- Introduction avec Aplicit – Jocelyne MARINARO – Directrice Générale
- Les nouvelles fonctionnalités des solutions Autodesk Moldflow Adviser et Moldflow Insight 2020 avec Autodesk – Hanno VAN RAALTE – Product Manager Autodesk Simulation Moldflow
- « L’importance des données matières pour la simulation de l’injection plastique pour les polymères chargés » avec Arkema – Audrey DURIN Research Engineer – Numerical Modeling
- Les principaux axes de développement des versions à venir AMA et AMI et des projets R&D – Autodesk – Franco COSTA
- « Optimisation de la conception de pièce plastique injectée pour l’automobile et de son moule, corrélation entre simulation et réalité » avec Lisi Automotive – Maud WIRBEL – Ingénieur plasturgiste
- Méthodologie d’intégration des logiciels Moldflow au travers d’exemples d’application industrielle » avec Wirquin – Nicolas CHESNEAU
- Démonstration de la nouvelle plateforme numérique pour la conception produit FUSION 360 avec Aplicit – Cédric Segard
Nous sommes très honorés et nous tenons à remercier APLICIT pour cette journée de découvertes et de rencontres !
Simulation de moulage par injection de plastique
Retour en images sur la journée
Allizé Plasturgie Strasbourg – Assemblée générale 2019
Conception de pièces plastiques Strasbourg : SOLSI-CAD, membre d’Allizé Plasturgie participe à l’assemblée générale 2019 !
Dans le cadre de la semaine de la Plasturgie et des Composites, qui se tient à Strasbourg du 13 au 23 mai, Allize Plasturgie Grand Est a organisé son assemblée générale.
Le 22 mai 2019, SOLSI-CAD, bureau d’études mécaniques, membre d’Allize Plasturgie Grand Est a participé, au vote, au sein de l’hémicycle de la maison de la région à Strasbourg.
SOLSI-CAD, devient membre d’Allize Plasturgie, en 2017. En effet, un quart de son effectif et de son CA est dédié à la conception de pièces plastiques Strasbourg.
En milieu de matinée, Frédéric Barbe, a participé à la série de témoignages sur l’attractivité des métiers et sur les projets innovants de la filière plastique.
Dans le cadre de cette matinée, Gilles Istin, Président d’Allizé-Plasturgie Grand Est, a présidé la tenue de l’assemble générale.
Nous avons été, ensuite accueillis par Madame Lilla Merabet, vice-présidente déléguée Délégation à la thématique Compétitivité, Innovation et Numérique.
Nous avons eu le plaisir d’écouter Emmanuelle Perdrix, lors de plusieurs interventions, permettant de mieux la connaître et d’expliciter l’ensemble des travaux engagés depuis sa prise de fonction, en tant que Présidente d’Allizé-Plasturgie.
En deuxième partie de matinée, plusieurs témoignages ont permis de présenter l’attractivité de notre profession et de nos entreprises, sous 3 angles différents : l’innovation, la formation, la communication.
Nous avons pu entendre les interventions de Manuel Fendler (CEA-Tech), Dominique Meillassoux (Directeur Recherche à IPC), Jocelyn Guimbaud (Chargé de projet Fabrication Additive), Fabrice Doosterlinck, (Directeur général Tricoflex), Mesdames Caroline Saillard (Responsable Emploi Formation chez Allizé Plasturgie) et Sylvia Claudel, (Assistante de direction chez 3D Prod) ainsi que Frédéric Barbe (responsable Commercial de SOLSI-CAD).
Après la pause déjeuner, les ateliers intitulés « Agir pour attirer des talents ! » ont pris place dans l’hémicycle.
Attirer des talents vers nos entreprises de la plasturgie est un réel défi.
Une trentaine d’étudiant(e)s a été divisée en deux groupes, pour leurs permettre une rencontre avec les dirigeants.
Chacun s’est exprimé sur sa vision du métier, et ses attentes vis-à-vis de l’entreprise (rémunération, formation, accueil, orientation scolaire).
Grâce à ses échanges, nous pourrons établir des pistes d’améliorations pour rendre plus attractif, dans le futur, nos métiers de la plasturgie.
Nous sommes très heureux d’avoir participé à cette journée à Strasbourg et nous tenons à remercier toute l’équipe d’Allizé-Plasturgie, notamment Aurélia Leroux qui est la cheffe d’orchestre de cette journée !
Légende Photo : De gauche à droite et de haut en bas : Maison de la Région à Strasbourg, Dominique Meillassoux, Lilla Merabet, Emmanuelle Perdrix, Sylvia Claudel et Frédéric Barbe, Manuel Fendler, Lilla Merabet,Gilles Istin.