Introduction à Abaqus

À ce stade, nous avons mentionné Abaqus comme étant un des leaders de l’industrie des outils d’éléments finis. Abaqus a de nombreuses fonctionnalités et une formation complète est recommandée afin de bien comprendre toutes les fonctionnalités. Cependant, si vous débutez dans le domaine des éléments finis, nous vous donnons quelques brèves explications sur ce qu’est Abaqus et les questions courantes rencontrées lors du démarrage. 

Qu’est-ce qu’Abaqus ? Eh bien Abaqus peut être divisé en deux parties, Abaqus/CAE et les Solvers. Abaqus/CAE ou (Complete Abaqus Environment) est une interface utilisateur graphique qui est utilisée pour pré et post-traiter tous les modèles d’éléments finis. C’est là que vous prenez votre géométrie CAO ou que vous la créez dans CAE et que vous préparez un « modèle » pour une simulation. Un modèle est constitué d’une géométrie, d’une propriété de section dans laquelle on assigne un matériau, un maillage, voire des connexions entre les pièces si nous sommes dans un assemblage. 

Il existe deux solveurs Abaqus, l’un appelé Abaqus/Standard et l’autre appelé Abaqus/Explicit. Chacun de ces solveurs est capable d’aborder différents problèmes, que nous verrons plus tard. 

Installation et configuration de Abaqus

Avant de commencer à utiliser Abaqus, vous devez installer le logiciel sur votre système. Assurez-vous de disposer des ressources matérielles adéquates et vérifiez les prérequis système pour une installation réussie.  

Vous trouverez dans le lien suivant des informations utiles sur les configurations requises pour Abaqus: https://www.3ds.com/support/hardware-and-software/simulia-system-information/ 

Un autre lien, nécessitant une identification avec un compte 3DEXPERIENCE ID, vous donne les prérequis matériels: https://media.3ds.com/support/progdir/all/?pdir=simulia,ep623,ga&context=onpremises  

Il faut disposer d’au moins 15 Go d’espace disque pour procéder à l’installation complète d’Abaqus, et un minimum de 1 GB de mémoire RAM est suffisant. 

Une fois Abaqus installé, vous devrez également configurer les options de licence appropriées. 

Création du modèle

Comme mentionné précédemment, Abaqus/CAE est le pré et post-processeur des modèles d’éléments finis.

Ceci est une image de ce à quoi ressemble l’interface utilisateur qui est très facile à utiliser et intuitive. Un flux de travail typique utilisant CAE dans une simulation de base commencerait par importer une géométrie à partir d’un package CAO ou créer une géométrie dans CAE à l’aide des outils d’esquisse. 

Un niveau d’édition de la géométrie comme la surface médiane et le partitionnement peut être effectué sur cette géométrie afin de préparer le maillage. Abaqus/CAE dispose d’un module de maillage qui vous permet de mailler en 2D ou 3D vos pièces et assemblages. 

Vous créez vos charges et conditions aux limites ainsi que paramétrez le type d’analyse que vous souhaitez résoudre et soumettez le « job » au solveur (sans jamais quitter l’interface) 

Enfin, vous pouvez lire les résultats dans CAE et afficher les sorties demandées telles que les déplacements des champs de contraintes, les déformations, etc. et tracer si nécessaire. 

Définition des matériaux et des propriétés

Une fois que vous avez créé votre modèle géométrique, vous devez définir les propriétés des matériaux qui constituent votre structure. Abaqus propose une bibliothèque de matériaux couramment utilisés, tels que l’acier, l’aluminium, le béton, etc. Vous pouvez également définir des propriétés spécifiques des matériaux en fonction de vos besoins. Ces propriétés peuvent inclure la densité, le module d’élasticité, la conductivité thermique, etc. 

Maillage de la structure

Le maillage est une partie essentielle de la création de modèles éléments finis. C’est le processus de fractionnement de la géométrie en une représentation de nœuds et d’éléments sur lesquels l’analyse sera calculée. 

CAE prend en charge le maillage 1D, 2D et 3D en fonction du problème que vous essayez de résoudre. Pour la géométrie complexe, CAE fournit une technique de maillage libre automatique rapide qui maillera la géométrie avec des éléments tétraédriques.

Lorsqu’un maillage hexagonal est nécessaire, CAE fournit une fonction semi-automatique qui maillage les solides adjacents capables de mailler hexagonale assurant la connectivité de manière transparente.

Et enfin, vous pouvez supprimer les caractéristiques géométriques telles que les arêtes dans les pièces à l’aide de la topologie virtuelle afin de créer des maillages plus propres sans avoir à recréer de géométrie.

Application des charges et des conditions aux limites

Une fois que vous avez maillé votre modèle, vous pouvez appliquer des charges et des conditions aux limites. Les charges peuvent inclure des forces, des pressions, des moments, etc., qui sont appliqués sur votre structure. Les conditions aux limites définissent les contraintes ou les déplacements imposés à certaines parties du modèle. Abaqus offre une grande flexibilité pour définir ces charges et conditions aux limites, vous permettant de modéliser divers scénarios réels.

Définition des analyses

Après avoir défini votre modèle géométrique, les matériaux, le maillage, les charges et les conditions aux limites, vous devez spécifier le type d’analyse que vous souhaitez effectuer. Abaqus prend en charge différents types d’analyses, tels que les analyses statiques linéaires, les analyses dynamiques, les analyses thermiques, les analyses de contact, etc. Vous pouvez également choisir des options supplémentaires pour contrôler le comportement du modèle, tels que les non-linéarités matérielles ou géométriques. 

Exécution de l'analyse et interprétation des résultats

Une fois que vous avez configuré tous les paramètres de votre analyse, vous pouvez lancer l’exécution de l’analyse. Abaqus effectuera les calculs numériques nécessaires pour résoudre le problème d’analyse et générera des résultats. Vous pouvez visualiser et interpréter ces résultats à l’aide d’outils de post-traitement intégrés dans Abaqus, tels que des graphiques de contrainte-déformation, des animations de déformation, des cartes de champs, etc.