Comprendre et simuler les effets de frottements lors de la conception de produits
Économies d'énergie, réduction de l'usure ou utilisation ciblée des frottements
Apprendre à détecter et à influencer spécifiquement les phénomènes de vibration induits par le frottement dans les équipements. Cette formation est proposée sous la forme d'un cours de 2 jour(s).
Durée
2 jours
Prérequis
Connaissances de base d’Ansys Mechanical
Logiciel utilisé
Ansys Mechanical
- Comprendre les mécanismes des phénomènes de vibration induits par le frottement
- Apprenez à connaître les paramètres d'influence essentiels et les simulez
- Analyser les bruits gênants et éliminer les sources de bruit
- Réduire l'usure des produits grâce aux analyses FEM
Description
Dans les équipements, qui se composent de nombreuses pièces mobiles, le frottement se produit aux points de contact. Dans les embrayages, les freins et les instruments à cordes, les contacts tribologiques font partie de la fonctionnalité, mais ils provoquent souvent aussi des effets indésirables tels que la génération de chaleur dans les moteurs à grande vitesse, le bruit dans un système de freinage ou l'usure du produit. Environ 20 % de la consommation totale d'énergie mondiale résulte de la friction, et 3 % supplémentaires sont utilisés pour remettre en état les pièces d'usure et remplacer les équipements en cas de défaillance due à l'usure. Si la friction est prise en compte à un stade précoce du développement du produit, des gains économiques importants peuvent être générés.
Dans cette formation, vous aborderez le mécanisme à l'origine des phénomènes de frottement les plus importants dans les produits techniques. Le premier jour, nous aborderons de manière exhaustive les vibrations induites par le frottement, tandis que le deuxième jour sera consacré aux aspects liés au bruit, à la chaleur et à l'usure. À l'aide d'exemples pratiques, vous apprendrez les paramètres essentiels qui vous permettent d'influencer ces mécanismes, d'identifier les sources de bruit gênantes et de réduire l'usure. Exercices pratiques ciblés avec Ansys Mechanical pour approfondir les effets exposés.
Agenda détaillé de cette formation de 2 jours
Jour 1
01 Frottements comme cause des vibrations
- Introduction et classification des frictions induites par vibration
- Rappels Ansys : Analyse modale et transitoire
- Exercice : Analyse modale - Modes de vibration d’un disque de frein
- Exercice : Analyse transitoire - charge impulsionnelle sur une flèche télescopique
02 Vibration due aux frottements par un couplage de mode
- Effets d’amortissement
- Description du frottement dans Ansys Mechanical
- Évaluation d’une analyse modale amortie dans Ansys
- Exercice : Poutre grinçante sur un disque rotatif
03 Vibrations induites par frottement dues au couplage de modes (approfondissement)
- Prise en compte de la précharge non linéaire
- Réglages du solveur pour l'analyse modale amortie
- Possibilités d'accroître les performances
- Exercice : Simulation de grincement pour un frein de voiture
04 Analyse vibratoire non linéaire : Effet coller - glisser
- Simulation de systèmes de vibration non linéaires
- Evolution due au coefficient de frottement dépendant de la vitesse
- Analyse transitoire du phénomène coller - glisser
- Paramètres du solveur et des contacts dans Ansys
- Exercice : Glissement d'une masse sur un tapis roulant
Jour 2
05 Frictions et bruit de structure
- Bruit de structure induit par frottement
- Évaluation du bruit d’une structure avec Ansys
- Puissance rayonnée équivalente (ERP) en utilisant la FFT
- Exercice : extension par à-coups d'un mécanisme de télescope
06 Chaleur induite par le frottement
- Conversion du travail de friction en chaleur
- Application des éléments multiphysiques
- Paramètres de contact et définition du mouvement de glissement relatif
- Exercice : Simulation d'un procédé de soudage par friction
07 Usure par frottement
- Illustration de l'usure sur les modèles de Holm et Archard
- Identification des paramètres matériaux
- Paramètres de contact et définition du mouvement de glissement relatif
- Évaluation de la distance de glissement totale et du taux d'usure
- Exercice : Usure quasi-statique d'un disque à goupilles
08 Autres caractéristiques d'Ansys liées aux frottements
- Friction d’éléments articulés
- Friction orthotropique
- Friction en fonction de variables (température, temps, pression)
- Discussion
Formateurs
Données sur les participants
Informations complémentaires
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La formation prévoit des exercices intermédiaires et finaux pour la mise en pratique des éléments objets de la formation. Le formateur présentera la résolution de ces exercices et s’assurera de la bonne compréhension de chaque module du cours à l’aide de QCM. Une attestation de formation attestera de la validation de l’évaluation des connaissances pour chaque module et pour la formation globale.
