La simulation de fatigue dans l’industrie 4.0

L’usine connectée est au cœur des enjeux de l’industrie 4.0. Aujourd’hui, il est indispensable de connaître la durée de vie des machines et des produits, afin d’anticiper les défaillances.

La simulation numérique dans l’industrie 4.0 : un pilier technologique

La simulation de fatigue dans l’industrie 4.0

La plupart du temps, la simulation numérique s’arrête au calcul de la résistance d’un produit dans les conditions les plus défavorables. Nous connaissons alors la sollicitation maximale (charge maximale) à ne pas dépasser pour assurer la tenue de notre conception.

En condition réelle, un produit subit des efforts variés dans le temps (répétition de mouvement, objet tournant…). Or, il a été observé que des chargements et déchargements répétés fragilisaient les objets avec le temps, même si les contraintes induites étaient considérablement inférieures aux contraintes limites.

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La simulation de fatigue permet ainsi de déterminer la durée de vie d’un produit dans des conditions d’utilisations spécifiques, mais également de connaitre les sollicitations les plus défavorables. Par exemple, un vent latérale faible et répété souvent peut être plus endommageant que la répétition des efforts “standards” (passage humain) sur une structure.

Exemple d’un pédalier de vélo :

Prenons l’exemple d’un pédalier de vélo. Une analyse statique nous permet de dire qu’il résiste à une charge fixe de 180 kg. En pratique, ce pédalier est sollicité avec une charge moyenne de 90 kg mais répété à chaque rotation. Des dommages peuvent alors apparaître au bout d’un certain temps d’utilisation de ce pédalier.

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Grâce à SOLIDWORKS Simulation, les études de fatigue peuvent être réalisées très tôt dans le cycle de conception d’un produit et de manière très simple. En effet, une étude de fatigue se base sur une étude statique pour ce qui est de la mise en données (conditions limites, chargement, maillage…). Il ne reste qu’à définir les conditions de répétitions des efforts pour lancer une étude et traiter les résultats.

 

Auteur de l’article

Jérémy Reisch, Ingénieur d’applications pour le groupe Visiativ

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