Efficacement de A à B
Selon l'Office fédéral de la statistique, en 2021, rien qu'en Allemagne, plus de 5 millions de camions ont transporté des marchandises, soit plus de 3,1 milliards de tonnes. La consommation d'énergie devant être réduite, malgré la croissance des volumes transportés, les solutions de transport doivent être plus efficaces. Le groupe Schwarzmüller, qui est l'un des principaux fournisseurs de véhicules commerciaux à remorque en Europe, y parvient en réduisant le poids mort de ses solutions de transport. Les simulations avec Ansys jouent un rôle clé.
Quiconque voyage régulièrement sur l'autoroute croise inévitablement les produits Schwarzmüller. Le logo du plus grand fournisseur de remorques et de carrosseries d'Europe est omniprésent dans le transport de marchandises. En effet, le spécialiste autrichien des solutions de transport fournit le secteur de la construction, l'industrie des matières premières, ainsi que les entreprises de transport, de logistique et d'infrastructure dans 21 pays.
La gamme de produits comprend environ 150 produits. L'affirmation "basé sur l’excellence de la technologie des véhicules" est la valeur ajoutée que les clients perçoivent lorsqu'ils utilisent les solutions de transport - par plateau, par benne, par citerne, par conteneur ou autres véhicules spéciaux de Schwarzmüller. La grande disponibilité, la différenciation et l'innovation sont les clefs du succès sur un marché plus dynamique qu’on pense. Par exemple, les clients - et pas seulement depuis que les prix de l'énergie ont grimpé en flèche - accordent une grande importance à des produits toujours plus légers et plus efficaces sur le plan énergétique. Après tout, chaque kilo économisé entraîne une baisse des coûts.
La simulation comme outil de développement : Faire ou acheter?
Chez Schwarzmüller, la conception légère est un sujet de longue date pour les ingénieurs de développement. Les stratégies de réduction du poids passent par la sélection des matériaux , les modifications mineures de la conception, à la réflexion sur des approches totalement innovantes. Pour les déclarations de tendance sur la faisabilité, les calculs liés à la CAO et accompagnant la conception sont également courants.
Pour la résolution précise de problèmes physiques complexes, Schwarzmüller s'appuie toutefois sur des simulations détaillées réalisées par des spécialistes. Ces tâches ont été confiées à des prestataires de services externes jusqu'en 2021. La décision d’internaliser ces prestations a mûri au fur et à mesure que la demande augmentait. Moins d'efforts de manipulation, des temps d'attente plus courts, plus d'indépendance ne sont que quelques-unes des nombreuses raisons d'opter pour une solution de simulation en interne.
En collaboration avec CADFEM (Austria) GmbH, un concept adapté aux exigences individuelles de Schwarzmüller a été développé. En plus des optimisations topologiques basées sur la simulation pour la réduction du poids des structures de support, les analyses de vibrations se sont avérées être un sujet sur lequel il fallait agir.
Ces tâches et d'autres sont entre-temps traitées au sein de la petite équipe de calcul de l'entreprise à l'aide des outils de simulation Ansys. "Avec Ansys Workbench, diverses méthodes d'analyse peuvent être appliquées à partir d'une plate-forme centrale", résume Harald Bruhns, chef du département Digital/Orga chez Schwarzmüller, à propos de la nouvelle indépendance de la simulation professionnelle.
Outre les avantages en termes de coûts, l'équipe de développement bénéficie d'un gain de temps considérable et d'une meilleure compréhension de la physique de ses propres produits. Ceux qui effectuent les calculs eux-mêmes acquièrent des connaissances beaucoup plus approfondies que ceux qui n'ont "que" les résultats à leur disposition. Ainsi, les potentiels d'optimisation sont ainsi identifiés encore plus rapidement et plus précisément, les idées de nouveaux développements peuvent être comparées objectivement en peu de temps sans avoir à construire de véritables prototypes.
Moins, c'est plus : l'optimisation topologique
Avec l'optimisation topologique, un composant est analysé pour trouver la structure optimale en identifiant les chemins de charge pertinents. Pour cela, Ansys détermine la distribution efficace des matériaux dans l'espace de conception défini. En plus des charges mécaniques pertinentes, les spécifications importantes liées à la conception ou à la fabrication sont également incluses. "L'optimisation de la topologie est un très bon exemple de la manière dont la compréhension de nos assemblages est améliorée. Grâce aux informations ainsi générées, nous pouvons dériver des concepts optimaux de manière encore plus ciblée", confirme Harald Bruhns.
Jusqu'à présent, Schwarzmüller a obtenu des réductions de masse de différentes manières, qui ont dû être validées par des tests approfondis en conditions réelles. Grâce à l'optimisation topologique systématique, il est possible de réaliser des économies supplémentaires significatives d'environ 20% dans les assemblages individuels avec moins d'efforts, ce qui se traduit également par une réduction des coûts des matériaux.
Le pouvoir de la douceur : réduire les vibrations
La qualité des remorques et des carrosseries de véhicules signifie également qu'elles absorbent les vibrations pendant le transport et les éloignent de la cargaison. Les vibrations causées par des revêtements routiers irréguliers ou des tracteurs à forte oscillation peuvent endommager les marchandises transportées. Elles peuvent également générer des bruits gênants pour l'environnement.
Avec les simulations dynamiques structurelles dans Ansys Mechanical, de tels effets, ou leur origine, sont simulés et analysés, et les contre-mesures prises découlent des résultats. La simulation permet à l'équipe technique de Schwarzmüller d’anticiper les vibrations indésirables et de manière ciblée, avec beaucoup moins d'efforts et une meilleure compréhension objective des détails. Le résultat est littéralement "perceptible" pour les clients par rapport à de nombreux autres produits dont l'amortissement est basé sur l'approche traditionnelle et standard de l'industrie d'un test purement expérimental du processus de conduite.
Sur la route avec CADFEM
Lorsqu'il s'agit de simulations avec Ansys, CADFEM (Austria) GmbH est le partenaire de Schwarzmüller. La coopération a commencé avant même l'introduction du logiciel et est devenue depuis longtemps un partenariat fort basé sur la confiance - formation des utilisateurs (qui chez Schwarzmüller a lieu principalement via les formats eLearning de CADFEM, qui peuvent être utilisés de manière très flexible), résolution de problèmes aigus par le support utilisateur, conseils sur tous les aspects de l'expansion future de l'infrastructure Ansys.
Une chose est sûre : la gamme d'applications de la simulation détaillée chez Schwarzmüller sera élargie dans un avenir proche suite aux succès déjà visibles à un stade précoce dans les domaines d'application décrits. Une première étape sera la mise en place d'un département de calcul dédié, qui s'occupera également de l'analyse virtuelle et de l'optimisation des questions relatives à la résistance opérationnelle et aux évaluations des cordons de soudure. D'autres idées et plans sont déjà en cours et seront rapidement discutés prochainement avec CADFEM. Car le nom de Schwarzmüller n'est pas seulement synonyme d'efficacité dans les produits, mais aussi dans les processus.
