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Rapport de calcul statique

Analyses statiques linéaires :

La réalisation de notes de calcul et la validation de la tenue mécanique des composants ou ensembles sous sollicitations statiques est une étape primordiale permettant d’assurer la réussite et la viabilité de vos projets à long terme.

Dans une étude de statique linéaire, l’ensemble des conditions limites, chargements et contacts sont constants dans le temps et appliqués lentement.

La loi de comportement contraintes/déformations du matériau s’assimile à une droite. L’étude de statique linéaire se limite à la résistance élastique du matériau. L’analyse des contraintes est pertinente uniquement pour de petites déformations. Aucune analyse ne pourra être menée dans le domaine plastique.

Parce que chaque demande présente de spécificités, nous étudions en détail l’ensemble du corpus normatif rattaché aux équipements vérifiés. Nous sommes ainsi en mesure de vous conseiller sur les chargements statiques ou déplacements imposés à considérer, ayant pour objectif de vous proposer le meilleur compromis entre respect de normes en vigueur et dimensionnement cohérent en rapport avec les contraintes financières du marché.

Que vous soyez dans une démarche de validation d’un équipement existant ou bien en phase de développement d’un nouveau produit, notre bureau d’études spécialisé en calculs de structures et simulations numériques est à même de vous proposer une solution sur mesure.

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Analyses statiques non linéaires :

En compléments de l’analyse statique linéaire, l’analyse statique non linéaire permet d’étudier le comportement d’un système pour plusieurs types de non-linéarités :

• Non-linéarités Matériaux : le post-traitement des résultats peut avoir lieu dans le domaine plastique. Ce type d’analyse permet de conclure sur des déformations plastiques ou encore une rupture.
• Non-linéarités Géométriques : pour des déformations importantes, la matrice de rigidité du modèle est recalculée pour chaque incrément de simulation.
• Non-linéarités de Contacts : les conditions limites évoluent au cours du temps (appuis, contacts,…).

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Questions fréquentes :

Qu’est-ce qu’une analyse statique en calcul de structure ?

Une analyse statique évalue le comportement d’un composant ou d’une structure lorsque les charges sont constantes ou appliquées assez lentement pour que les effets d’inertie restent négligeables. Elle permet notamment de calculer les déplacements, déformations, contraintes et réactions aux appuis. Elle peut servir à dimensionner un nouvel équipement, à justifier une modification ou à vérifier un ensemble existant. Le terme statique ne signifie pas que la charge est faible : un effort important peut être traité en statique si sa vitesse d’application n’influence pas significativement la réponse. Dans le cas contraire, une analyse dynamique doit être envisagée.

Quelle est la différence entre une analyse statique linéaire et non linéaire ?

Une analyse statique linéaire suppose généralement de petites déformations, un comportement élastique linéaire des matériaux et des conditions de contact qui ne changent pas pendant le chargement. Les résultats sont proportionnels aux charges dans ce domaine. Une analyse non linéaire devient nécessaire lorsque le matériau peut plastifier, que les grandes déformations modifient la rigidité ou que les contacts, appuis et jeux évoluent. Elle progresse alors par incréments et demande davantage de données, de réglages et de contrôles de convergence. Le choix ne dépend pas du logiciel mais du comportement physique attendu et de l’objectif de la justification.

Quelles données faut-il fournir pour réaliser une analyse statique ?

Il faut décrire la géométrie, les matériaux, les épaisseurs ou sections, les assemblages, les appuis et toutes les interfaces qui transmettent les efforts. Les charges ponctuelles ou réparties, pressions, poids, déplacements imposés, températures et cas de manutention doivent être définis avec leurs combinaisons. Il faut aussi préciser le référentiel, les coefficients, les critères de contrainte et de déplacement ainsi que les situations de service, d’essai ou exceptionnelles. Pour un existant, les plans peuvent être complétés par des relevés et des informations sur la corrosion, les réparations ou les modifications non reportées.

Quels résultats figurent dans une note de calcul statique ?

Une note de calcul statique présente les hypothèses, conditions aux limites, cas de charge, combinaisons, propriétés des matériaux et méthode de modélisation. Les résultats utiles comprennent les déplacements, déformations, contraintes, efforts internes, réactions d’appui et, selon la structure, les taux de travail, risques de flambement ou vérifications d’assemblages. Les cartes de résultats doivent être accompagnées de valeurs, d’unités et d’une interprétation technique ; une image colorée seule ne suffit pas. La conclusion indique les critères satisfaits, les zones critiques, les réserves et les modifications ou investigations nécessaires pour le périmètre réellement étudié.

Comment s’assurer qu’un modèle statique par éléments finis est fiable ?

La fiabilité se construit par plusieurs contrôles complémentaires : cohérence des unités, équilibre entre charges et réactions, pertinence des appuis, qualité du maillage et comparaison avec des ordres de grandeur analytiques. Les pics de contrainte dus à une singularité géométrique ou à une charge ponctuelle doivent être distingués d’une zone structurellement représentative. Une étude de sensibilité peut vérifier l’effet du maillage, des contacts, des rigidités ou d’une hypothèse incertaine. Lorsque des mesures ou essais existent, leur comparaison au calcul renforce la confiance. Le rapport doit documenter ces vérifications et les limites du modèle.

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