Description du projet
LE PROJET
Notre client, Delastek Inc., fabricant et intégrateur de composantes aéronautiques en matériaux composites, s’est allié à Creaform pour effectuer la validation structurelle et la modélisation par la méthode des éléments finis de leurs conceptions pour le nouvel avion C Series de Bombardier. Le niveau de détails des divers modèles éléments finis qui ont été créés à l’aide du logiciel Femap et calculés avec Nei Nastran a amélioré l’efficacité de la conception macroscopique des composantes du poste de pilotage et permit la résolution de problèmes spécifiques tout au long du processus.
En plus d’analyses modales et linéaires quasi statiques, des simulations non linéaires transitoires, y compris la défaillance progressive des plis des structures composites, ont dû être effectuées sur les modèles afin d’anticiper des problèmes potentiels liés à la résistance des structures. De plus, l’analyse vibratoire a permis de cibler des problèmes potentiels générés par les fréquences naturelles et le couplage. La modélisation par la méthode des éléments finis a rendu possible la certification structurelle des concepts par l’évaluation précise et complète des contraintes lorsque l’appareil est soumis à des cas de chargement en service ou dans des cas de chargement abusifs spécifiés par Bombardier.
Le projet a impliqué plusieurs ingénieurs en structure sur une longue période. La méthodologie et les techniques ont été standardisées par Creaform pour permettre l’efficacité tout au long du processus itératif de la conception. Avec un ratio impressionnant charge reprise versus poids propre de la structure de 44 :1 (lbs :lbs), l’optimisation du poids était un défi de taille. Afin d’y parvenir, de nouveau matériaux composites et de nouveaux processus de fabrication ont été mis en application. Tout en réduisant la masse de la structure, aucun compromis n’a été fait sur la rigidité, le comportement dynamique ou la robustesse. Les analyses dynamiques sur les matériaux composites ne sont pas aussi simples et faciles qu’elles le sont avec des pièces métalliques. Les résultats à chacune des couches des composites ont été obtenus et utilisés pour effectuer le calcul des marges de sécurité, ce qui permet d’obtenir des résultats moins conservateurs comparativement au processus habituel auquel ont recours les compétiteurs.
Services offerts
- Analyses préliminaires et recommandations structurelles avant la conception
- Recommandations et formation sur les notions de la dynamique et des vibrations
- Élaboration de la méthodologie et des techniques de validation structurelle
- Préparation de la géométrie à l’aide d’un logiciel de CAO
- Modélisation par la méthode des éléments finis selon des standards stricts
- Analyses statique linéaire et non linéaire pour des cas de chargement typiques en vol et des cas abusifs (FAA FAR 25)
- Analyses modales, dynamiques (sinus) et de la durée de vie pour les exigences de vibration (déséquilibrage du moteur, FAA-AC 25-24)
- Optimisation du poids
- Calculs des marges de sécurité des joints métalliques, composites et d’interface (rivets, adhérence, fixations, raccords)
- Préparation des protocoles de tests et des procédures pour la qualification des matériaux et la détermination des charges allouées pour les interfaces
- Présentation des résultats au client final et production d’un rapport présentant la méthodologie et la validation structurelle
GALERIE
MÉTHODES ET OUTILS EMPLOYÉS
Conformément aux besoins du client, Creaform a employé les méthodes et outils suivants :
- Femap
- Défaillance progressive des plis statique, modale, sinus, non linéaire
- Nei Nastran
- Catia
- NX