Essais & Simulations n° 135

Essais et modélisation
Afin de permettre d’améliorer toute la
chaine de calcul, un niveau de modélisation
intermédiaire est étudié. Il consiste
à représenter l’ensemble des pièces structurales
de façon grossière connectées
entre elles via des relations de collage.
Une partie importante de l’avion est
modélisée et intégrée au modèle GFEM
via une matrice de raideur et des efforts
d’interface. Ce niveau de modélisation
permettrait de capter beaucoup plus de
phénomènes locaux dès la phase de définition
détaillée et ainsi limiter les besoins
de recours à des modèles très détaillés.
De plus, il permettrait de servir d’hôte
beaucoup plus efficace pour les études
détaillées nécessaires lors des phases de
certification. En effet, le remplacement
des pièces est quasi immédiat et permet
une grande souplesse dans l’utilisation.
Création du modèle
Un modèle éléments finis très détaillé existait déjà dans la zone de test de la modélisation.
Il a été décidé de repartir de ce modèle et d’augmenter la taille de maille.
Ainsi la structure globale de l’organisation du modèle est conservée et l’ensemble
des pièces est remplacé. Les conditions limites et le chargement ont étés adaptés
à ce changement de niveau de modélisation. Le chargement envisagé dans un
premier temps est un chargement de pressurisation cabine.
Pour cela, le logiciel Hyperworks (Ref [2]) a été utilisé. La fibre neutre est reconstruite
à partir du maillage existant. La géométrie est ensuite simplifiée (suppression
des lignes de découpes) et adaptée à un maillage grossier créé automatiquement à
partir de la géométrie simplifiée. Ensuite un script externe Excel VBA est utilisé pour
réaffecter les propriétés existantes ainsi que les surfaces de collage entre pièces. Au fur
et à mesure de l’analyse des résultats, il est apparu que le maillage au niveau des zones
de collage est primordial. Il faut ainsi en tenir compte pour la création des maillages.
Changement de niveau de modélisation sur une pièce de structure
La modélisation des pièces simples a été largement automatisée.
Pour les pièces plus complexes, cela nécessite une
préparation non automatisée supplémentaire (panneaux de
grandes dimensions).
Intégration du niveau de modélisation
intermédiaire dans un modèle GFEM
Le logiciel Abaqus a été choisi notamment
pour ces capacités de gestion des
modèles via un système de Part/Instance
(Ref [1]) qui permet d’avoir une organisation
proche de celle utilisée par le
design et ainsi effectuer un rapprochement
design/calcul. Cela facilite aussi la
gestion de la numérotation des nœuds
et des éléments ainsi que la mise à jour
du modèle aussi bien d’un point de vue
évolution de design qu’évolution de
modélisation. En effet, les surfaces d’interaction
avec les autres pièces et pour
le chargement sont directement définies
dans la pièce, ce qui permet de travailler
en « plug and play » et d’éviter de
couteuses phases d’intégration.
Pièce simple et pièce complexe à automatiser
Des étapes intermédiaires de validation de la modélisation
sont réalisées notamment grâce à des analyses modales. Elles
permettent de valider numériquement les pièces dans un
premier temps puis de valider le comportement en raideur.
Des différences sont observées et doivent être comprises avant
de passer aux étapes suivantes. Le premier modèle développé
représente la pointe avant de l’A350XWB. Un modèle
représentant le fuselage central de l’A350XWB est en cours
de réalisation. Ce second modèle n’est pas plus complexe
mais contient beaucoup plus de pièces. Il nécessite donc
plus de travail.
ESSAIS & SIMULATIONS • N°135 • novembre 2018 I17