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Création d'un système de coordonnées local dans Autodesk Simulation Mechanical

Lors de la définition des paramètres pour une analyse, il est assez courant et intéressant d'ajouter des conditions aux limites ou des chargements dans un repère de coordonnées autre que celui par défaut (à savoir cartésien), notamment pour les charges dans des directions non globales ou sur des géométries courbes.

L'éditeur FEA pour Autodesk Simulation Mechanical propose la possibilité de définir un repère local (cartésien, cylindrique, ou sphérique), puis d'ajouter des charges ou conditions aux limites dans ce repère.

Par exemple, prenons en exemple un modèle avec une surface cylindrique. Afin de définir un vecteur pour une force tangentielle, il n'est pas possible d'utiliser le repère de coordonnées cartésien. Il est nécessaire de définir un repère de coordonnées afin d'utiliser une direction locale.

Voici la procédure pour définir un tel repère :

• Dans l'éditeur FEA, faire un click-D sur "Système de Coordonnées" afin d'accéder au menu, puis choisir "Nouveau...". Le menu ci-dessous apparait, voir Figure 1. L'écran propose les options afin de définir ce nouveau repère.

• Cliquer sur le titre "Type Système de Coordonnées" et choisir à partir du menu déroulant, ici Cylindrique.
• Entrer trois coordonnées de points, dans "Point A", "Point B" et "Point C" ; ces points sont ceux illustrés dans le diagramme fourni à l'écran. Pour cet exemple, les valeurs suivantes ont été utilisées: Point A situé à (0, 0,0); Point B situé à (0, 0,1); et Point C situé à (0, 1,0).

Vous pouvez aussi définir les coordonnées en cliquant sur des points du modèle, comme suit:

• Cliquer sur les boutons "Sélectionner A," "Sélectionner B," ou "Sélectionner C". Puis, cliquer sur un point/vertex/sommet/nœud du modèle pour définir la coordonnée.
• Cliquer sur le bouton "Interactif. Puis cliquer sur 3 point/vertex/sommet/nœud pour définir les 3 points demandés successivement. L'axe sera affiché pour vous guider au fur et à mesure que vous cliquez sur les points.
• Cliquer sur "OK" pour accepter la définition de Système de Coordonnées ainsi entrée. Celui-ci sera ajouté à l'arbre de construction, en dessous de "Système de Coordonnées".

Puis, vous pouvez ajouter une force dans ce nouveau système précédemment défini.

Par exemple, sélectionner une arête, puis Clic-D dans la zone graphique afin de faire apparaitre le menu déroulant contextuel usuel. Choisir "Système de Coordonnées" puis le repère local à associer à cette arête (voir Figure 2). Les signes affichés sur les nœuds indiquent les directions locales cylindriques de ce Système de Coordonnées.

Figure 2: Association du repère cylindrique à l'arête sélectionnée

Faire un clic-D dans la zone graphique, puis choisir "Ajouter" puis "Force arête..." afin d'accéder à la boite de dialogue ci-dessous, pour créer cette force sur l'entité arête sélectionnée. Veuillez noter que le repère cylindrique, précédemment créé apparait (voir Figure 3). Les symboles sur les nœuds indiquent les directions locales pour y définir la force ; ici la direction Y apparait pour désigner la direction tangentielle.

Figure 3: Ajout de force à l'arête sélectionnée. Le repère local associé à l'entité est affiché.

Après avoir ajouté la force, l'affichage suivant apparait montrant les flèches dirigées dans la direction voulue, tangentielle, tel que défini par le repère local (voir Figure 4).

Figure 4: Le chargement en force est appliqué dans le repère local cylindrique

La définition d'un repère local dans l'Editeur FEA peut faciliter grandement la modélisation des conditions aux limites et des chargements. Ces repères ainsi définis, peuvent aussi est réutilisés dans l'onglet de visualisation des résultats afin d'analyser les résultats dans ce repère (pour par exemple, afficher un déplacement radial,…).