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La simulation numérique au cœur de l’industrie de la défense

L’industrie de la défense évolue dans un environnement caractérisé par des exigences strictes en matière de sécurité, une intégration de systèmes complexes et des besoins technologiques en constante évolution. Les équipements doivent fonctionner de manière fiable dans des conditions extrêmes tout en respectant des normes de certification rigoureuses et des délais de développement serrés.
La simulation avancée est devenue essentielle pour relever ces défis. Elle permet aux ingénieurs de prédire les performances, d’optimiser les conceptions, de réduire les essais physiques et d’accélérer l’innovation, tout en garantissant la disponibilité opérationnelle et la fiabilité des missions.
 
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Enejux principaux

Le développement et la qualification des composants de défense constituent une entreprise complexe et à forts enjeux, impliquant :

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Augmenter vos cadences de production

Optimiser vos procédés de fabrication afin d’atteindre des volumes de production plus élevés avec un minimum de pièces rebutées.
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Cycles de développement serrés

Accélérer le développement des procédés de fabrication pour des composants toujours plus légers, qu’il s’agisse de matériaux métalliques (aluminium, aciers HSS) ou de matériaux composites.
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Incertitude sur les performances des matériaux

Évaluer le comportement d’un matériau après forgeage, traitement thermique ou usinage, ainsi que son impact sur sa réponse dynamique, est essentiel mais difficile à quantifier.
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Fatigue et durabilité

 Prédire la durée de vie en fatigue devient une exigence clé de la conception face à des cycles de chargement mécanique ou thermomécanique répétés. 
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Conditions de chargement extrêmes

Les composants doivent résister à des impacts, des explosions et des chocs, avec des taux de déformation bien au-delà de ceux des applications structurelles conventionnelles.
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Accès expérimental limité

Les essais à grande échelle (explosion ou balistique) sont coûteux, complexes sur le plan logistique et offrent des informations limitées sur les états de contraintes internes et les mécanismes d’endommagement.
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Traçabilité de la fabrication à la performance

Garantir que le procédé de fabrication ne compromette pas l’intégrité mécanique du composant final sous les charges opérationnelles.

 

Nous répondons à vos défis

Nos solutions de simulation couvrent l’ensemble de la complexité du développement des composants de défense, de la fabrication jusqu’à l’évaluation des performances en service.

De la fabrication à la performance dynamique :

FORGE® simule la chaîne complète de fabrication (incluant notamment le chauffage, le forgeage, l’étirage, le fluotournage et le traitement thermique, entre autres opérations) et transfère directement l’état matériau obtenu vers les analyses dynamiques.
Les contraintes résiduelles et l’écrouissage issus de la fabrication sont pleinement pris en compte lors de l’évaluation de composants tels que les obus d’artillerie, les plaques de blindage ou les supports structurels soumis à des charges opérationnelles.
Simulation à grande vitesse de déformation et simulation dynamique
Prise en charge de modèles constitutifs avancés dépendant du taux de déformation, tels que Johnson-Cook, FORGE® permet une simulation précise du comportement des matériaux sous des chargements dynamiques extrêmes.
La déformation, la localisation des contraintes et les mécanismes de rupture dans des composants tels que les noyaux de projectiles ou les panneaux de protection balistique peuvent ainsi être évalués de manière fiable.

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 FORGE® est le logiciel de simulation dédié aux procédés de forgeage à chaud, à mi-chaud et à froid. 

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 COLDFORM® est le logiciel de simulation dédié à la frappe à froid. Il convient tout particulièrement pour l’étude des gammes de frappe pour les pièces de fixation. Conçu sur la base du logiciel FORGE®, il bénéficie exactement du même niveau de fiabilité et de robustesse. 

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Chargements de souffle et explosifs
FORGE® peut être étendu pour simuler l’évolution des champs de pression, la propagation des ondes de contrainte et le risque de fragmentation sous chargement explosif.
Son moteur de remaillage automatique garantit la stabilité numérique tout au long des grandes déformations rencontrées dans ce type de configurations, ce qui constitue une exigence essentielle pour cette classe de problèmes.

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THERCAST® est un logiciel dédié aux pièces de fonderie, quelle que soit la technologie de coulée utilisée. Il est particulièrement efficace pour la coulée à basse pression ou sous vide de pièces en alliage d’aluminium.

 

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Prédiction de la durée de vie en fatigue avec Z-set
Les résultats de FORGE® sont directement transférés vers Z-set pour l’évaluation de la durée de vie en fatigue dans l’état réel du matériau après fabrication.
Pour les composants soumis à des chargements cycliques, tels que les moyeux de rotor ou les éléments structurels de systèmes d’armes, cette approche intégrée permet d’obtenir des prédictions de durabilité nettement plus précises.

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LogoZ-SET

 La Suite logicielle Z-set est le fruit de la collaboration de développeurs reconnus incluant Mines Paris, Onera et Transvalor. Elle est composée de plusieurs modules autonomes et peut fonctionner de manière indépendante ou en conjonction avec d’autres plateformes d'analyse par éléments finis du commerce, améliorant ainsi leurs capacités en termes de modélisation du comportement des matériaux et de simulation.

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Case study MBDA

Challenge

MBDA produit des tubes en aluminium à parois minces et à haute résistance à l’aide d’un procédé de fluotournage utilisant un mandrin, des galets et une contre-pointe, une technique de haute précision nécessitant un savoir-faire exceptionnel.

Solution

MBDA a combiné des essais expérimentaux et des simulations 3D avec FORGE® afin de prédire avec une grande précision les efforts de formage, les contraintes résiduelles et les propriétés mécaniques des tubes en aluminium.

 

MBDA

Témoignage

 « […] Le travail réalisé a permis de valider les choix effectués en atelier et de mieux appréhender les chargements appliqués au matériau. […] » 

Agathe  Demay, Spécialiste Technique en Simulation de Procédés, France
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