Optimisation de la conception en respectant la force du ressort et les limites de tension

Il s'agit de concevoir et d’optimiser grâce à la simulation une rondelle élastique pour un frein à friction multidisque. Pour cela, une force élastique définie doit être générée par un disque élastique ondulé pour une course élastique donnée. Le disque ne doit pas se rompre sous cette charge, c'est-à-dire que la résistance opérationnelle doit être préservée. Pour la conception de la rondelle élastique, le nombre d'ondulations N, la hauteur d'ondulation H et l'épaisseur de la tôle D peuvent varier. La tâche consiste à trouver une combinaison de ces paramètres de conception qui réponde le mieux aux conditions requises.

D'une part, la méthode d'analyse permet de vérifier rapidement et à moindre coût l'ensemble de l'espace de conception, ce qui permet d'économiser un grand nombre de prototypes. D'autre part, grâce à la représentation des résultats, le client ne reçoit pas seulement une seule variante de conception optimisée. Le modèle de calcul permet de choisir de manière autonome parmi un groupe de combinaisons de paramètres appropriées afin de déterminer les valeurs de contraintes attendues.

Pour l'optimisation de la conception, un modèle par éléments finis entièrement paramétrique de la rondelle élastique a été créé dans Ansys. De nouvelles variantes sont créées en modifiant les paramètres sans être créées manuellement une à une. Ansys DesignXplorer permet de calculer rapidement une série de designs et de générer des plages de réponse pour les résultats. Cela permet, comme on peut le voir sur les illustrations, de représenter clairement les effets des paramètres de conception et de prendre des décisions de conception clairs. Dans le cas présent, une force de ressort souhaitée est prédéfinie. Cela signifie qu'une ligne avec la force souhaitée peut être tracée dans le diagramme de la force du ressort. Si cette ligne est projetée sur le diagramme des contraintes, il est possible de choisir un design le long de la ligne, le niveau de contrainte attendu étant directement lisible.