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Utilisation d’ANSYS HPC et de la sous-modélisation pour l’analyse d’un système de fixation de rails

L'analyse des soudures chez voestalpine VAE GmbH

Branche : Construction de machines et d’installationsDiscipline: Mécanique des structures, Scalabilité de la simulation

En termes de part de marché et de technologie, voestalpine VAE est le leader mondial des systèmes d'aiguillage pour les chemins de fer, les métros et les tramways depuis plus de 160 ans. Pour accélérer le processus de recherche et de développement, voestalpine se tourne vers les solutions de simulation modernes.

Résumé

Tâche

Lors de l'analyse d'un système de fixation de rail, les ingénieurs de voestalpine cherchaient un moyen d'utiliser la méthode R1MS pour évaluer les rapports de contraintes locales des soudures lors de l'utilisation de sous-modèles avec éléments solides.

Solution

Ils ont accédé à la fonction de sous-modélisation intégrée d'ANSYS. La sous-modélisation implique la division de la géométrie complexe en deux modèles, l'un complet à maillage grossier, l'autre à maillage fin utilisé pour fournir des résultats précis. Cette fonction a été combinée avec ANSYS HPC (High Performance Computing) pour obtenir des temps de réponse de quelques minutes seulement.

Avantages clients

Les ingénieurs de la VAE voestalpine mentionnent le gain de temps, la disponibilité rapide des résultats et une meilleure compréhension de la conception comme étant les principaux avantages de l'utilisation de la technologie de sous-modélisation et du HPC.

Détails du projet

Tâche

En termes de part de marché et de technologie, voestalpine VAE est le leader mondial des systèmes d'aiguillage pour les chemins de fer, les métros et les tramways depuis plus de 160 ans. Les ingénieurs ont besoin de calculer autant de variantes que possible, le plus rapidement possible - ce qui leur permet d’avoir une meilleure compréhension de la conception. Par contre, la qualité des résultats ne doit pas en pâtir. Lors de l'analyse d'un système de fixation de rail, les ingénieurs de voelstapine cherchaient un moyen d'utiliser la méthode R1MS pour évaluer les rapports de contrainte locale des joints de soudure lors de l'utilisation de sous-modèles avec éléments solides.


Solution

L'analyse de volstapine impliquait un conflit bien connu entre différents objectifs : bien que le modèle soit grand, un cordon de soudure situé le long d'un coude devait être évalué aussi précisément et rapidement que possible - pour permettre de diagnostiquer la contrainte cyclique avec la plus grande précision possible. Un maillage grossier aurait conduit à une évaluation inexacte des contraintes, tandis qu'un maillage fin aurait nécessité un temps de calcul trop important - ils ont donc eu recours à la fonction de sous-modélisation d'Ansys. La sous-modélisation implique la division de la géométrie complexe en deux modèles : un modèle complet à maillage grossier plus un second sous-modèle à maillage fin utilisé pour fournir des résultats précis sur les contraintes dans la zone critique du joint de soudure (Fig. 1). Cela a permis d'examiner de manière ciblée la zone la plus chargée (Fig. 2) à l'aide de la méthode R1MS et a également facilité la détermination de la charge sous contrainte cyclique. En combinant la technique de sous-modélisation avec HPC (High Performance Computing), le temps de réponse n'était que de huit minutes pour ce modèle qui comptait 1,6 million d'éléments.


Avantage Client

Les ingénieurs de VAE voestalpine mentionnent le gain de temps, la disponibilité rapide des résultats et une meilleure compréhension de la conception comme étant les principaux avantages de l'utilisation de la technologie de sous-modélisation, combinée au HPC. Ils ont également souligné à quel point le workflow est pratique. L'utilisation de processeurs en parallèle a permis de calculer simultanément différentes variantes de conception dans un court laps de temps. L'utilisation du logiciel de simulation Ansys a permis de mieux comprendre les relations d'interdépendance qui interviennent dans la manière dont les joints soudés se comportent dans différentes situations de charge. Une technologie de sous-modélisation conviviale, accessible immédiatement - sans script - met à votre disposition un workflow efficace.


Directeur des ventes Autriche

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