Au cours de l'analyse mécanique d'un moteur à combustion, plusieurs effets importants sont à étudier, comme par exemple, en statique, le desserage de la culasse et la durée de vie avec des conditions de température variable, et en dynamique, le rayonnement acoustique et le comportement vibratoire, le tout appliqué sur un assemblage complexe représentant le moteur. L'influence de la température nécessite au minimum pour les analyses statiques un calcul couplé intégrant le transfert thermique. La modélisation des conditions de montage d'un moteur nécessite la prise en compte des boulons où la séquence précise de leur serrage et du chargement nominal est très important. De plus, le comportement non-linéaire des matériaux est à considérer.

Transferts thermiques

Les applications sont par exemple l'analyse des températures de fonctionnement et le vieillissement dans le circuit d'huile en simulant le processus de refroidissement. Les fonctionnalités disponibles sont les suivantes:

• Comportement non-linéaire de matériau avec une dépendance en température de la conductivité et de la capacité thermique,
• Convection thermique dépendante de la température pour la modélisation de déperdition de chaleur avec l'extérieur,
• Méthode de résolution automatique du problème thermique non-linéaire avec un contrôle automatique du pas de temps et plusieurs critères de convergence, comme par exemple un incrément de charge automatique pour les régimes permanents et un pas de temps automatique pour les régimes transitoires.
• Un grand choix dans les possiblités de définir les étapes de chargement et les instants d'impression des résultats.
• Couplage complet avec l'analyse statique consécutive (pour les régimes permanents et transitoires)
• Le transfert de chaleur par rayonnement peut être rajouté, si cet effet a un impact significatif sur le champ de température.

Statiques

Les déformations statiques sont calculées pour différents chargements avec des matériaux linéaires et non-linéaires:

• Les modèles de matériaux non-linéaires:
  • élasto-plasticité,
  • élasticité non-linéaire,
  • fluage,
  • matériaux de type fonte avec un comportement différent en traction et compression.
• Eléments de joint (gasket):
  • pour faciliter la simulation des joints,
  • le comportement des joints est représenté par des courbes mesurées de pression-fermeture,
  • l'utilisation de plusieurs courbes de déchargement est possible.
• Analyse avec contact:
  • possibilité d'utiliser beaucoup de contacts(> 30000),
  • rapidité inégalée sur les temps de calculs,
  • une des techniques de résolution la plus avancée,
  • prise en compte du frottement avec des effets d'adhérence et de glissement,
  • les conditons de serrage peuvent s'appliquer en une seule étape,
  • description réaliste de l'historique de chargement,
  • résultats associés au contact: pression de contact, état du contact, forces de contact, saturation, etc.
• Sous-domaines (zoom structural):
  • pour des raffinements locaux du maillage,
  • interpolation automatique des déplacements afin d'avoir les conditions aux limites cinématiques sur un maillage plus fin,
  • analyse locale consécutive pour obtenir des contraintes plus précises.

Hautes performances

Comme l'utilisation de gros modèles est typique des analyses de moteur, toutes les méthodes d'analyse sont orientées vers la meilleure performance possible. Il est à souligner les points suivants:

• des performances exceptionnelles par l'utilisation d'algorithmes spéciaux dédiés à la résolution de très gros modèles avec des matériaux non-linéaires et du contact,
• des algorithmes de contact conçus exclusivement pour répondre aux besoins de gros modèles avec beaucoup de contacts,
• une rapidité inégalée dans le traitement des matériaux linéaires avec contact.

Dynamiques

En utilisant le même logiciel pour les simulations en statiques et en dynamiques, un seul modèle de structure est alors nécessaire. Toutes les méthodes dynamiques sont disponibles pour les analyses moteur. Quelques points importants:

• Les valeurs propres et les déformées modales pour les gros modèles peuvent être calculées par la méthode MLDR.
• Des méthodes rapides de condensation dynamique permettent des analyses efficaces de moteurs avec toutes les pièces rattachées.
• L'utilisation de la condensation dynamique FS permet d'intégrer les fluides dans un modèle dynamique sans avoir à gérer les degrés de liberté de pression (comme le carter d'huile par exemple).
• La détermination de la vitesse quadratique normale permet dévaluer l'émission acoustique des moteurs.