La simulation numérique (FEA), un investissement optimal pour le développement de vos produits

Entrevue avec Yousef Imani, ing., Ph.D., directeur de projets de simulation numérique, Merkur Inc. 

La simulation numérique, souvent appelée analyse par éléments finis (AEF ou FEA – Finite Element Analysis, en anglais), permet de représenter efficacement le comportement mécanique, thermique et autre de vos produits. Elle permet de visualiser et de mieux comprendre le comportement d’une pièce ou d’un assemblage avant même de procéder à sa fabrication. Chez Merkur, nous avons la chance d’avoir un spécialiste dans ce domaine : Yousef Imani, ing., Ph.D. Titulaire d’un doctorat en génie mécanique de l’Université Laval et d’une vaste expérience en simulation numérique dans les domaines du transport et de l’aéronautique, Yousef s’occupe du développement de l’équipe de simulation numérique chez Merkur depuis novembre 2021. Directeur de projets, il dirige une équipe qui pourrait bien devenir votre meilleure amie. Voyons pourquoi… 

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Pourquoi l’expertise en FEA est une solution pour l’optimisation de produits ?

Yousef Imani : « Grâce à notre expertise en simulation, vous avez la possibilité d’investir dans un produit optimal et de réduire les coûts et le temps de développement du produit; vous augmentez aussi vos chances de réussir du premier coup. Tout au long de votre projet, nous vous accompagnons afin de mieux comprendre votre problématique : par exemple, nous validons différents concepts avec des calculs analytiques et numériques, avant de vous faire des recommandations.

 

Avec nous, vous serez en mesure de mieux saisir les enjeux reliés aux chargements et contraintes avant de vous lancer dans la fabrication de votre projet. Avec l’expertise en simulation acquise tout au long de ma carrière, j’ai eu l’opportunité de procéder à des analyses statiques et dynamiques qui déterminent la résistance d’un produit face aux différents cas de chargements pendant son cycle de vie : ces analyses permettent d’évaluer les forces de réactions, les coefficients de sécurité ainsi que les déformations possibles.

 

En travaillant sur différents projets de simulation, j’ai notamment développé une expertise en évaluation des cas de chargement, ce qui me permet de bien modéliser le comportement du produit. Ensuite, avec l’acquisition et le traitement de données expérimentales, les résultats des simulations peuvent être comparés et je peux ainsi m’assurer de la corrélation entre ceux-ci. Cela garantit que les analyses numériques représenteront bien les comportements réels du produit pendant tout son cycle de vie. Comme la simulation s’applique à différents secteurs d’activité (automobile, aéronautique, médical, etc.), son utilisation dispose d’un grand potentiel. » 

Analyse statique d'une jante

Quelles sont les autres solutions que le service de simulation peut proposer à la clientèle manufacturière et de développement de produits ?

Yousef Imani : « Dans le développement de votre produit, le flambage, phénomène d’instabilité élastique d’une structure, peut se produire à tout moment. Pour échapper à une charge importante, il engendre automatiquement une défaillance du produit telle qu’une déformation qui oppose ainsi moins de raideur à la charge. C’est pourquoi nous réalisons des analyses de structures soumises à des chargements en compression comme sur les bielles d’un moteur, le bras d’une chargeuse, les châssis de véhicules ou bien encore, sur les pattes du support d’un réservoir.

 

Nous avons d’autres types d’analyses qui permettent, par exemple, de connaître la réaction de votre produit dans son comportement dynamique : les analyses modales. Vous serez ainsi en mesure de répondre aux normes de votre secteur. Si vous souhaitez vérifier la résistance de votre produit à la chaleur ou au froid et tester sa durabilité thermique, nos analyses thermiques et thermo-structurales nous aideront à vous faire des recommandations. Si vous souhaitez évaluer les effets des fluides sur votre produit, des calculs portant sur leurs mouvements s’imposeront. L’évaluation de la mécanique des fluides sera précieuse pour répondre aux requis techniques de votre produit.

 

La qualité d’un produit repose également sur sa durabilité, son utilisation sécuritaire, sa résistance aux chocs, aux chutes etc. Les analyses par éléments finis confirment la viabilité des concepts de développement de produits et elles constituent les étapes essentielles pour leur optimisation. »

Les conseils du spécialiste

Yousef, pourquoi une entreprise devrait avoir recours à la simulation en développement de produits ?  

Réduction du temps et des coûts de développement de produits  

La simulation numérique est bien adaptée pour réduire le nombre de prototypes fabriqués et testés dans le processus de développement de produit : par conséquent, elle permet de réduire le temps et le coût de développement du produit. Ainsi, un seul modèle numérique conçu avec un logiciel spécialisé peut être analysé afin de valider le comportement du produit complet, d’un assemblage ou, d’un composant sous différents cas de chargements. Le spécialiste peut déterminer plus rapidement les facteurs critiques qui peuvent affecter l’ensemble d’une structure, comprendre pourquoi des défaillances peuvent se produire et corriger la situation avant même qu’elle ne se produise. Dans un marché très compétitif où le time-to-market et le coût sont les nerfs de la guerre, la simulation numérique offre donc beaucoup d’avantages. 

Optimisation de produits  

En déterminant comment un produit va être utilisé et dans quel environnement il évoluera, la simulation peut permettre d’optimiser sa géométrie, son design ainsi que sa masse. Elle s’avère aussi très utile pour certaines problématiques dépendantes du temps comme par exemple des simulations de collision dans lesquelles la déformation d’une zone peut se propager à d’autres parties de la structure. 

Validation de concepts  

La simulation numérique aide les ingénieurs à détecter tout problème de conception dans les premières phases du développement du produit. Par conséquent, ils pourraient modifier ou même remplacer leurs concepts par ceux qui sont plus efficaces en termes de coût, résistance, performance etc. Avec les visualisations détaillées, les ingénieurs peuvent facilement repérer toute vulnérabilité dans la conception et en fonction de l’application du produit final, ils peuvent être en mesure d’utiliser les types d’analyse appropriés pour valider leurs conceptions initiales et avancer dans leur processus de développement de produits. 

En quoi Merkur se démarque de sa concurrence?

  • 29 ans d’expertise et de projets  
  • La relation de confiance avec le client : connaissance de son historique, accompagnement, collaboration, polyvalence et dépasser ses attentes pour sa plus grande satisfaction  
  • La diversification des connaissances et analyse globale : équipe pluridisciplinaire, connaissance sur les procédés, la conception et les méthodes en développement de produits 
  • La méthodologie merkurienne en simulation : préparation, développement des scénarios et suivi (recommandation et modification du design si besoin) 
  • La simplification du travail ou l’augmentation de l’efficacité  

Apprendre, chercher et accompagner en tout temps le client”

Yousef Imani, ing., Ph.D., Directeur de projets de simulation numérique – Merkur Inc.

Conclusion

Pilotée par Yousef, l’équipe de simulation numérique (FEA) est à votre disposition pour analyser et simuler vos concepts de produits. Avec une panoplie d’analyses et la documentation des résultats, nos experts Merkur sont en mesure de vous présenter des recommandations qui optimiseront vos produits, amélioreront votre performance et vous permettront de développer et d’obtenir un produit optimal et innovant. Si vous disposez déjà d’un département FEA mais que vous manquez de ressources ou bien encore, si vous ne disposez pas de l’expertise à l’interne, il nous fera plaisir de vous accompagner dans votre mandat. N’hésitez pas à contacter notre équipe ! 

À PROPOS DE NOUS

 

MERKUR est une firme d’experts-conseils fondée en 1994. Elle se spécialise auprès des entreprises manufacturières du Québec et d’ailleurs. L’entreprise se distingue grandement par la profondeur de son offre et par sa connaissance des petites, moyennes et grandes entreprises manufacturières. Nous sommes fiers de contribuer à l’innovation et à la productivité du Québec depuis maintenant 27 ans !  

 

KHROME PRODUIT TRANSPORT est un intégrateur manufacturier situé à Drummondville spécialisé dans la conception et la fabrication d’intérieur et d’extérieur de wagons de train. Sa force vient de sa grande capacité en ingénierie et de son agilité manufacturière. Parmi son portefeuille de clients, on compte de grands donneurs d’ordre tels qu’Alstom, Bombardier Transport et Kawasaki Rail Car.  

 

SYNKRO est un logiciel développé par Merkur et pensé spécialement pour les manufacturiers performants. Il récolte, classe, puis distribue en temps réel les bonnes données aux bons destinataires et au bon moment. SYNKRO vous offre une vision réelle de vos opérations. SYNKRO est la solution logicielle qui connecte enfin votre plancher et vos bureaux !   

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