Analyse de l'interaction fluide-structure avec ANSYS
Secteur: Construction de machines et d’installationsDiscipline: Mécanique des structures, AcoustiqueSwiss Buhler AG propose des solutions innovantes pour l'industrie alimentaire et l'alimentation animale ainsi que pour les matériaux de haute technologie. Pour développer les plansifters intégrés aux broyeurs, l’expertise de CADFEM est utilisée pour identifier et réduire les vibrations sur les panneaux de verre et les portes, grâce à la simulation.
Résumé
Tâche
Le défi consiste à identifier le mécanisme de transfert potentiel des vibrations à l'aide de la FEM et à prendre des mesures pour réduire ces vibrations.
Solution
L'analyse ANSYS FLUID30 prend en compte à la fois le niveau de pression et le degré de déplacement dans les espaces libres. Cela permet de stimuler la cavité et les mouvements du tamis. Les vibrations générées au niveau de la cavité acoustique entraînent alors des vibrations structurelles.
Avantages clients
Cela aide à identifier le contexte physique du problème et les paramètres significatifs, à l'aide d'un modèle de simulation relativement simple, capable de produire des données de mesure fiables - permettant ainsi de renoncer à des expériences coûteuses sur site.
Un plansifter est un appareil dans lequel les médias granulaires pour l'industrie alimentaire sont tamisés et triés par des mouvements oscillants. Les mouvements à basse fréquence sont soupçonnés de générer de grandes amplitudes de vibration au niveau des panneaux de verre et des portes de l'usine. La tâche consistait à identifier le mécanisme de transfert potentiel en utilisant la FEM et à prendre des mesures pour réduire les vibrations.
Ce modèle permet aux ingénieurs de tester l'influence d'un large éventail de paramètres sur le plansifter, comme par exemple :
- l'ajout de couches d'amortissement acoustique sur les faces,
- l'ajout d'une autre face pour augmenter le premier mode de cavité acoustique,
- quelle différence est faite en décalant les angles de phase d'excitation pour les trois tamiseurs,
- l'utilisation de fréquences de transition pour exciter le tamis.
Cela permet d'identifier le contexte physique du problème et les paramètres sensibles à l'aide d'un modèle de simulation relativement simple qui est capable de produire des données de mesure favorables - ce qui signifie qu'il est possible de renoncer à des expériences coûteuses sur site.
Tout d'abord, un maillage par éléments finis est généré pour la cavité. Les trois évidements du maillage représentent la peau extérieure de la géométrie du tamis. Une première analyse modale acoustique est ensuite réalisée en supposant des faces rigides. Le résultat obtenu prend la forme de la première fréquence de résonance relative aux évidements du tamis. Comme prévu, l'analyse confirme l'existence d'une résonance demi-onde caractéristique d'une cavité rectangulaire. Par conséquent, cela ne fournit aucune indication concernant l'amplitude. Afin de calculer les amplitudes d'oscillation des grandes fenêtres en verre flexible, une analyse harmonique est effectuée qui tient compte de l'interaction fluide-structure qui se produit par rapport aux faces du tamis et des fenêtres en verre. Les analyses ANSYS FLUID30 tiennent compte à la fois du niveau de pression et du degré de déplacement, ce qui permet à la cavité de subir une excitation par le mouvement de tamisage généré par le planificateur. À leur tour, les vibrations acoustiques au sein de la cavité entraînent des vibrations structurelles. L'une des façons dont ces vibrations sont révélées est dans les caractéristiques d'oscillation qui se produisent sur la face avant du verre.
