Simulation numérique des transferts thermiques

21 Juil 2022

simulation transferts thermiques
Lorsqu’un système est soumis à des variations de température importantes (montée en température ou refroidissement), des niveaux de contrainte importants peuvent être générés. La présence de points d’encastrement ou des liaisons entre des matériaux différents peut ainsi provoquer des fissurations voire des casses. Afin de garantir la bonne maîtrise des matériaux, le Groupe 6NAPSE réalise la simulation numérique de ces transferts thermiques.

Transferts thermiques dans l’Industrie

Lors des procédés de fabrication et/ou au cours du cycle de vie d’un produit, les pièces sont soumises à des chargements thermiques importants. Ces contraintes concernent tous types de produits, du pot d’échappement d’un véhicule, en passant par la conception d’un bijou de luxe.

Un système subit un chargement thermique important lorsqu’il y a une montée en températures ou un refroidissement. Dans ce cas, des problèmes peuvent apparaître notamment si le système est contraint mécaniquement ou s’il est composé de plusieurs matériaux. Alors, à l’interface des deux matières ou proche d’un point d’encastrement, on peut observer des fissurations et des risques de casse.

Au-delà des problèmes de fiabilité, les industriels peuvent aussi viser une optimisation du design et des transferts thermiques dans un système.

Alors, comment limiter les défaillances liées au transferts thermiques ?

Simulation des transferts thermiques

Pour accompagner les industriels dans le choix des matériaux et l’anticipation des défaillances, le Groupe 6NAPSE propose la simulation numérique des transferts thermiques. Cette méthode consiste à simuler une propagation thermique, puis d’en déduire le comportement mécanique par calcul de déformée et de contraintes.

Les avantages de la simulation par éléments finis sont nombreux :

  • Anticiper les défaillances : éviter des casses de prototypes ou de produits
  • Simplifier le choix du matériau adéquat
  • Garantir la fiabilité et la satisfaction
  • Tester des solutions et des designs

Pour se faire, les équipes modélisation récupèrent la CAO d’une pièce et intègre ses caractéristiques thermiques (conductivité thermique d’un matériau, capacité thermique massique et coefficient de dilatation thermique). Puis, elles simulent, avec ses logiciels de calculs, la propagation thermique dans le produit en appliquant les chargements thermiques représentatifs de l’environnement. Une fois l’état stabilisé, elles récupèrent le champ thermique généré puis estiment la déformation du produit qui va créer des contraintes et conduire à une casse.

Le Groupe 6NAPSE simule toutes les plages de températures possibles. En outre, il peut tester virtuellement des designs différents pour déterminer ceux qui auront un comportement plus fiable que les autres.

Essais, analyse et formation : atouts du Groupe 6NAPSE

Au-delà de la simulation des transferts thermiques, le Groupe 6NAPSE propose aussi une offre globale pour le contrôle des matériaux et leur validation. En effet, il peut valider ces tests virtuels par l’expérimental avec des essais thermiques en enceintes climatiques.

De plus, les laboratoires du groupe apportent leur expertise sur les matériaux par la caractérisation physico-chimique et l’analyse de la résistance thermique du produit.

Enfin, pour les ingénieurs simulation, le Groupe 6NAPSE propose aussi des formations professionnelles sur le calcul thermique (avec Salome-Meca / Code_Aster).

Vous souhaitez une note de calculs thermiques ?
Contactez-nous : cevaa@groupe-6napse.com