Simulation numérique appliquée au dimensionnement des structures

Libellé du cours :	Simulation numérique appliquée au dimensionnement des structures
Département d'enseignement :	MSO / Mécanismes Structures Ouvrages
Responsable d'enseignement :	Monsieur PIERRE HOTTEBART
Langue d'enseignement :	Français
Ects potentiels :	4
Grille des résultats :	Grade de A+ à R
Code et libellé (hp) :	G1G2_ED_MSO_SNA - Simulation Numérique Appliquée

Equipe pédagogique

Enseignants : Monsieur PIERRE HOTTEBART / Madame PAULINE LECOMTE / Monsieur PHILIPPE QUAEGEBEUR / Monsieur TIEN TUAN DAO / Monsieur YANNICK DESPLANQUES
Intervenants extérieurs (entreprise, recherche, enseignement secondaire) : divers enseignants vacataires

Résumé

Cet enseignement donne les bases ainsi que des notions avancées de calcul de structure, domaine stratégique tant dans l’industrie Automobile, Aéronautique, Ferroviaire mais aussi en Génie Civil. Le but de cet enseignement est d’acquérir les méthodes ainsi que les connaissances nécessaires pour traiter de problèmes de mécanique des solides et des structures déformables, pour une variété de cas d’usages (matériaux, géométries, sollicitations…). Les étudiants aborderont différentes méthodes de résolutions, et le choix de conditions aux limites dans un dialogue entre l’expérience, l’analytique et la simulation numérique, la Méthode des Eléments Finis en particulier. De nombreux exemples seront abordés provenant de différents domaines industriels en s’appuyant sur des logiciels industriels (Catia V5, Abaqus…).

Objectifs pédagogiques

À l’issue du cours, l’élève sera capable de : - Analyser un problème de structure (Niveau 4 : analyse) - Décrire (Niveau 2 : Compréhension) et utiliser (Niveau 3 : Application) les lois de comportement pour des matériaux isotropes et/ou anisotropes, - Dimensionner (Niveau 3 : Application) et analyser (Niveau 4 : analyse) une structure complexe prédéfinie - Modéliser un problème complexe et mettre en œuvre un code de calcul pour la résolution (Niveau 3 : Application) - Définir un modèle éléments finis : modèle géométrique, matériaux, discrétisation, conditions aux limites. (Niveau 4 : analyse) - Interpréter et analyser les résultats (déplacements, contraintes et déformations) au regard des hypothèses et de la théorie. (Niveau 4 : analyse) - Dimensionner une structure complexe, valider sa résistance, son comportement au regard d’un cahier des charges. (Niveau 4 : analyse) Contribution du cours au référentiel de compétences ; à l’issue du cours, l’étudiant aura progressé dans : - Thème 2 : L'appréhension de problèmes complexes o Adopter une vision globale et appréhender le problème dans sa complexité § Capacité à comprendre et formuler le problème (hypothèses, ordres de grandeur, etc…) o Modéliser et organiser la résolution § Capacité à reconnaître les éléments spécifiques d'un problème § Capacité à identifier les interactions entre éléments § Capacité à proposer un ou plusieurs scénarios de résolution § Capacité à prendre en compte l'incertitude générée par la complexité o Suivre la résolution § Capacité à converger vers une solution acceptable (suivi hypothèses, ordres de grandeur…) - Thème 3: la conception et la mise en place de projets transdisciplinaires o Élaborer et appréhender un projet scientifique et technique § Capacité à approfondir rapidement un domaine o Structurer un projet complexe § Capacité à définir et à négocier des objectifs

Objectifs de développement durable

Modalités de contrôle de connaissance

Contrôle Continu
Commentaires: - Évaluation des TEA par QCM - Synthèses d’études de cas, autoévaluations en ligne, comptes rendus de travaux en simulation, expérimentation - Livrables d’un mini projet de dimensionnement

Ressources en ligne

Cours niveau de base prérequis en ligne sur l’ENT Exemples en ligne sur l’ENT, Ressources bibliographiques

Pédagogie

Acquisition des notions fondamentales en classe inversée : apprentissage du cours sur objectifs à partir de polycopiés et de ressources en ligne – consolidation en séances de TD Appropriation de la théorie par la pratique : nombreuses applications (programmation sous PYTHON) Appropriation/démystification de la simulation par la programmation : étude d’un cas particulier Mise en œuvre de modélisations et simulations à l’aide d’un code de calcul industriel (CATIA V5 et ABAQUS notamment)

Séquencement / modalités d'apprentissage

Nombre d'heures en CM (Cours Magistraux) :	0
Nombre d'heures en TD (Travaux Dirigés) :	0
Nombre d'heures en TP (Travaux Pratiques) :	0
Nombre d'heures en Séminaire :	42
Nombre d'heures en Demi-séminaire :	0
Nombre d'heures élèves en TEA (Travail En Autonomie) :	24
Nombre d'heures élèves en TNE (Travail Non Encadré) :	0
Nombre d'heures en CB (Contrôle Bloqué) :	0
Nombre d'heures élèves en PER (Travail PERsonnel) :	0
Nombre d'heures en Heures Projets :	0

Pré-requis

-

Nombre maximum d'inscrits

32

Remarques

Séquencement Possible : 1 Méthode énergétique : application au fil pesant 2 Introduction au calcul élément fini (prise en main du logiciel industriel ABAQUS et étude du fil pesant) 3 Introduction à la méthode des éléments finis : bases théoriques 4 Application : programmation d’un élément fini de poutre (séminaire numérique Python) 5 Rdm : flexion et traction 6 Calcul EF : Equerre (RdM Le Mans) 7 Etude expérimentale et confrontation Modèle / Expérience (Analyse d’images) 8 Mise en œuvre d'un code industriel (Logiciel CATIA V5) 9 Influence du maillage (CATIA V5) 10 Prise en compte des conditions limites (CATIA V5) 11 Prise en compte des symétries du problème (CATIA V5) 12 Prise en compte du matériau (CATIA V5) 13 Dimensionnement d’un assemblage (CATIA V5) 14 Mini-projet de dimensionnement (CATIA V5)