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.
Zebulon, le solveur par éléments finis de pointe au sein de la suite Z-set, est conçu pour relever un large éventail de défis rencontrés en mécanique des structures. Principalement axé sur les modèles de matériaux fortement non linéaires, le code s'est élargi au fil du temps pour englober les problèmes thermiques et de diffusion, ainsi que l'intégration de ces modèles pour les analyses couplées. Grâce à ses capacités complètes, Zebulon excelle en tant que solveur d'éléments finis non linéaires capable de résoudre divers problèmes de mécanique des structures. |
Calcul de flambage réalisé avec Zebulon |
Z-post est une solution de post-traitement inclusive conçue pour gérer des données diverses générées par une analyse éléments finis. À l'origine créée pour post-traiter les résultats de Zébulon, Z-post s'est transformée en une application logicielle polyvalente qui peut interagir avec les principaux codes éléments finis. Z-post dispose d'une vaste gamme de "processus" conçus pour gérer et analyser efficacement les résultats des simulations éléments finis. En particulier, il fournit une collection d’outils permettant l'estimation précise de la durée de vie des structures sous les sollicitations complexes ainsi que les modèles d’endommagement. Z-post opère sur les résultats des calculs par éléments finis, manipulant des données issues d’un calcul par éléments finis : quantités nodales, quantités aux points d’intégration, séries temporelles. |
Outils avancés de post-traitement |
Z-cracks est un module dédié conçu pour simuler la mécanique de la rupture en 3D. Ses capacités comprennent le calcul des facteurs d'intensité de contrainte et la simulation de la propagation de fissures en mode mixte. Ce module offre une plateforme polyvalente et performante pour examiner le comportement des fissures en 3D pendant leur propagation. Les facteurs d'intensité de contrainte (FIC) dérivés de la mécanique linéaire de la rupture (MLR) en fatigue des matériaux sont calculés pour les configurations statiques de fissures, en utilisant le cadre des petites perturbations. De plus, dans les mêmes hypothèses, l'outil peut prédire la propagation de fissures en modes mixtes. Z-cracks est complété par une interface graphique conviviale et est basé sur une technique robuste de remaillage adaptatif en 3D, ainsi qu'une approche de post-traitement parallélisée efficace pour extraire les FIC. |
Simulation de la propagation de fissure |
Z-mat est un composant central de la suite Z-set, servant à la fois d'élément intrinsèque et de module complémentaire pour les bibliothèques de lois de comportements pour les principaux solveurs d'éléments finis tels que FORGE®, Abaqus, Ansys, Samcef, LS-Dyna, MSC Software, et autres. Z-mat offre une vaste collection de modèles rhéologiques et sert de plateforme pour la création de nouveaux modèles, offrant ainsi un environnement propice au développement de nouvelles formulations de matériaux. |
Une bibliothèque de matériaux |
Z-sim est un outil permettant la simulation rapide de la réponse des lois comportement disponibles dans Z-mat sous un chargement décrit directement en termes de contraintes et de déformations au lieu de forces et de déplacements. Le code s’exécute beaucoup plus rapidement qu’un calcul éléments finis équivalent sur un seul élément, et permet des chargements mixtes complexes. La simulation peut être pilotée directement à partir d’un fichier contenant les mesures expérimentales. D’autres fonctionnalités sont prévues pour tracer la surface de charge ou d’endommagement dans l’espace des contraintes, à différents moments de chargement. |
Simulateur de lois de comportement |
Z-opt est un package d'optimisation à large applicabilité, conçu pour être compatible avec divers logiciels externes via des fichiers d'entrée ASCII ou d'autres moyens appropriés. Il sert d'outil polyvalent, particulièrement utile pour les tâches d'identification des paramètres des matériaux, où l'objectif est de minimiser une fonction qui quantifie la disparité entre les observations expérimentales et les simulations. Le format de fichier d'entrée de Z-opt offre une grande flexibilité. Il peut accueillir des données expérimentales issues de divers types de tests, tels que des tests de traction, de fluage, unidimensionnels ou multiaxiaux. De plus, il peut gérer des bases de données hybrides contenant des informations sur les éléments et les structures des matériaux. Z-opt a la capacité de piloter des logiciels externes pour le calcul de données simulées et la résolution de problèmes paramétrés de toute nature. Par exemple, il peut être utilisé pour optimiser le coefficient de friction, déterminer les paramètres de convection dans les calculs thermiques ou faciliter l'optimisation de la forme. |
Calibration de modèles de comportement |
Et bien d'autres
Z-set est utilisé par les principaux fabricants du monde entier pour améliorer la durée de vie des composants moteur. Il est utilisé à diverses fins, telles que la prédiction des contraintes résiduelles dans la culasse d'un moteur à combustion interne ou l'intégration des phénomènes de vieillissement dans le modèle constitutif des culasses en aluminium dans le moteur.
Z-set est un outil clé dans l'industrie aérospatiale pour garantir la qualité des pièces critiques, telles que les composants du moteur ou de transmission, qui sont exposées à des gradients thermiques ou mécaniques cycliques élevés impliquant la fatigue, le fluage et la propagation des fissures.
La modélisation mécanique de composants en fonte grise est une tâche difficile, en particulier lorsqu'ils sont soumis à des conditions de chargement thermo-mécanique non-isotherme. La bibliothèque Z-mat propose une gamme de modèles qui prennent en compte les déformations élastoplastiques et les processus de fluage dépendant du temps.
Z-set est une innovation de pointe issue d'investigations et d'explorations scientifiques approfondies. Cette technologie avancée intègre les dernières découvertes et connaissances de différentes disciplines de recherche pour offrir des solutions révolutionnaires.
Les solveurs de la suite Z-set sont parallélisés pour exploiter pleinement les capacités des architectures de calcul massivement parallèle. Il tire parti de la compréhension approfondie du problème mécanique pour proposer des stratégies dédiées et hautement efficaces.
Une chaîne de simulation de cycle de vie complète englobe la mise en forme des métaux, l'analyse des contraintes sous chargement en service, et la modélisation de l'amorce et de la propagation des fissures pour l'optimisation finale de la conception. En combinant les logiciels FORGE et Z-set, Transvalor offre une solution de simulation globale et complète couvrant l'ensemble du processus, de la mise en forme des métaux à l'estimation du cycle de vie des composants.
En constante amélioration, la plateforme de modélisation des matériaux de la suite Z-set offre une vaste collection de modèles de comportement pour la plasticité et la viscoplasticité, ainsi que des méthodes d'intégration robustes dédiées et des procédures avancées de calibration. Bien que les capacités existantes de la plateforme Z-set soient étendues, elle constitue également un environnement de développement idéal pour ceux qui souhaitent mettre en œuvre des routines utilsateurs personnalisés.
Leader mondial dans l'édition de logiciels de simulation pour les procédés de mise en forme des matériaux.