LIEBHERR Bielle Diesel

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Calcul structurel d’une bielle de moteur diesel Jo ¨ el KUSTER Liebherr machines Bulle Conf ´ erence ANSYS & 10 ` eme forum CADFEM J. KUSTER (LMB) Bielle moteur diesel Forum Cadfem 1 / 14

Transcript of LIEBHERR Bielle Diesel

Calcul structurel d’une bielle de moteur diesel

Joel KUSTER

Liebherr machines Bulle

Conference ANSYS & 10eme forum CADFEM

J. KUSTER (LMB) Bielle moteur diesel Forum Cadfem 1 / 14

Sommaire

1 Presentation generaleLe groupe LiebherrGroupe de simulation

2 Presentation du problemeCharges en fonctionnement

3 Calcul par elements finisModelisationQuelques resultatsTravail futur

4 “Tips” LMB pour ANSYS

J. KUSTER (LMB) Bielle moteur diesel Forum Cadfem 2 / 14

Presentation generale Le groupe Liebherr

La societe Liebherr

En chiffresfondee en 1949

37’800 employes (∼ 1000 a Bulle)40 sites de production (17 pays)6 actionnaires

J. KUSTER (LMB) Bielle moteur diesel Forum Cadfem 3 / 14

Presentation generale Le groupe Liebherr

La societe Liebherr

En chiffresfondee en 194937’800 employes (∼ 1000 a Bulle)

40 sites de production (17 pays)6 actionnaires

J. KUSTER (LMB) Bielle moteur diesel Forum Cadfem 3 / 14

Presentation generale Le groupe Liebherr

La societe Liebherr

En chiffresfondee en 194937’800 employes (∼ 1000 a Bulle)40 sites de production (17 pays)

6 actionnaires

J. KUSTER (LMB) Bielle moteur diesel Forum Cadfem 3 / 14

Presentation generale Le groupe Liebherr

La societe Liebherr

En chiffresfondee en 194937’800 employes (∼ 1000 a Bulle)40 sites de production (17 pays)6 actionnaires

J. KUSTER (LMB) Bielle moteur diesel Forum Cadfem 3 / 14

Presentation generale Le groupe Liebherr

La societe Liebherr

En produitsTerrassement

Grues (mobiles, fixes)Engins de minesEquipementportuaireAppareils menagersComposants...

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Presentation generale Le groupe Liebherr

La societe Liebherr

En produitsTerrassementGrues (mobiles, fixes)

Engins de minesEquipementportuaireAppareils menagersComposants...

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Presentation generale Le groupe Liebherr

La societe Liebherr

En produitsTerrassementGrues (mobiles, fixes)Engins de mines

EquipementportuaireAppareils menagersComposants...

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Presentation generale Le groupe Liebherr

La societe Liebherr

En produitsTerrassementGrues (mobiles, fixes)Engins de minesEquipementportuaire

Appareils menagersComposants...

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Presentation generale Le groupe Liebherr

La societe Liebherr

En produitsTerrassementGrues (mobiles, fixes)Engins de minesEquipementportuaireAppareils menagers

Composants...

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Presentation generale Le groupe Liebherr

La societe Liebherr

En produitsTerrassementGrues (mobiles, fixes)Engins de minesEquipementportuaireAppareils menagersComposants

...

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Presentation generale Le groupe Liebherr

La societe Liebherr

En produitsTerrassementGrues (mobiles, fixes)Engins de minesEquipementportuaireAppareils menagersComposants...

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Presentation generale Groupe de simulation

Groupe de calcul a Bulle4 ingenieurs structure (ANSYS/FEMFAT)

2 ingenieurs mecanique des fluides (Star CCM+)2 ingenieurs multicorps (SimulationX)2 ingenieurs thermodynamique (GT-Suite)cluster Dalco (elements finis + fluide) :

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Presentation generale Groupe de simulation

Groupe de calcul a Bulle4 ingenieurs structure (ANSYS/FEMFAT)2 ingenieurs mecanique des fluides (Star CCM+)

2 ingenieurs multicorps (SimulationX)2 ingenieurs thermodynamique (GT-Suite)cluster Dalco (elements finis + fluide) :

J. KUSTER (LMB) Bielle moteur diesel Forum Cadfem 5 / 14

Presentation generale Groupe de simulation

Groupe de calcul a Bulle4 ingenieurs structure (ANSYS/FEMFAT)2 ingenieurs mecanique des fluides (Star CCM+)2 ingenieurs multicorps (SimulationX)

2 ingenieurs thermodynamique (GT-Suite)cluster Dalco (elements finis + fluide) :

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Presentation generale Groupe de simulation

Groupe de calcul a Bulle4 ingenieurs structure (ANSYS/FEMFAT)2 ingenieurs mecanique des fluides (Star CCM+)2 ingenieurs multicorps (SimulationX)2 ingenieurs thermodynamique (GT-Suite)

cluster Dalco (elements finis + fluide) :

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Presentation generale Groupe de simulation

Groupe de calcul a Bulle4 ingenieurs structure (ANSYS/FEMFAT)2 ingenieurs mecanique des fluides (Star CCM+)2 ingenieurs multicorps (SimulationX)2 ingenieurs thermodynamique (GT-Suite)cluster Dalco (elements finis + fluide) :

448Gb

MEF : 256Gb

64 cœurs

MEF : 16 cœurs

Linux os + Sun Grid Engine

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Presentation du probleme Charges en fonctionnement

Analyse dynamique

θ

Pgas

θ

FaxVilebrequin

ManetonBielle

Piston

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Presentation du probleme Charges en fonctionnement

Analyse dynamique

θ

Pgas

θ

Fax

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Presentation du probleme Charges en fonctionnement

Analyse dynamique

θ

Pgas

θ

Fax

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Presentation du probleme Charges en fonctionnement

Analyse dynamique

θ

Pgas

θ

Fax

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Presentation du probleme Charges en fonctionnement

Analyse dynamique

θ

Pgas

θ

Fax

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Presentation du probleme Charges en fonctionnement

Analyse dynamique

θ

Pgas

θ

Fax

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Presentation du probleme Charges en fonctionnement

Analyse dynamique

θ

Pgas

θ

Fax

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Presentation du probleme Charges en fonctionnement

Analyse dynamique

θ

Pgas

θ

Fax

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Presentation du probleme Charges en fonctionnement

Analyse dynamique

θ

Pgas

θ

Fax

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Presentation du probleme Charges en fonctionnement

Analyse dynamique

θ

Pgas

θ

Fax

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Presentation du probleme Charges en fonctionnement

Analyse dynamique

θ

Pgas

θ

Fax

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Presentation du probleme Charges en fonctionnement

Analyse dynamique

θ

Pgas

θ

Fax

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Presentation du probleme Charges en fonctionnement

Analyse dynamique

θ

Pgas

θ

Fax

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Presentation du probleme Charges en fonctionnement

Analyse dynamique

θ

Pgas

θ

Fax

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Presentation du probleme Charges en fonctionnement

Analyse dynamique

θ

Pgas

θ

Fax

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Presentation du probleme Charges en fonctionnement

Analyse dynamique

θ

Pgas

θ

Fax

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Presentation du probleme Charges en fonctionnement

Analyse dynamique

θ

Pgas

θ

Fax

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Presentation du probleme Charges en fonctionnement

Analyse dynamique

θ

Pgas

θ

Fax

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Presentation du probleme Charges en fonctionnement

Analyse dynamique

θ

Pgas

θ

Fax

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Presentation du probleme Charges en fonctionnement

Analyse dynamique

θ

Pgas

θ

Fax

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Presentation du probleme Charges en fonctionnement

Analyse dynamique

θ

Pgas

θ

Fax

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Presentation du probleme Charges en fonctionnement

Analyse dynamique

θ

Pgas

θ

Fax

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Presentation du probleme Charges en fonctionnement

Analyse dynamique

θ

Pgas

θ

Fax

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Presentation du probleme Charges en fonctionnement

Analyse dynamique

θ

Pgas

θ

Fax

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Presentation du probleme Charges en fonctionnement

Analyse dynamique

θ

Pgas

θ

Fax

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Presentation du probleme Charges en fonctionnement

Analyse dynamique

θ

Pgas

θ

Fax

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Presentation du probleme Charges en fonctionnement

Analyse dynamique

retour

θ

Pgas

θ

Fax

∆F

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Calcul par elements finis Modelisation

Modelisation par elements finisContacts

surfaces craquees : �Rough�

contacts paliers - bielle : interferencecontacts paliers - maneton/axepiston : jeucalcul de l’interference des paliers en2 etapes :

1 deformations dues aux vis +interference

2 suppression interference,deformation inverse

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Calcul par elements finis Modelisation

Modelisation par elements finisContacts

surfaces craquees : �Rough�

contacts paliers - bielle : interference

contacts paliers - maneton/axepiston : jeucalcul de l’interference des paliers en2 etapes :

1 deformations dues aux vis +interference

2 suppression interference,deformation inverse

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Calcul par elements finis Modelisation

Modelisation par elements finisContacts

surfaces craquees : �Rough�

contacts paliers - bielle : interferencecontacts paliers - maneton/axepiston : jeu

calcul de l’interference des paliers en2 etapes :

1 deformations dues aux vis +interference

2 suppression interference,deformation inverse

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Calcul par elements finis Modelisation

Modelisation par elements finisContacts

surfaces craquees : �Rough�

contacts paliers - bielle : interferencecontacts paliers - maneton/axepiston : jeucalcul de l’interference des paliers en2 etapes :

1 deformations dues aux vis +interference

2 suppression interference,deformation inverse

Geometrie

maneton

palier

bielle

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Calcul par elements finis Modelisation

Modelisation par elements finisContacts

surfaces craquees : �Rough�

contacts paliers - bielle : interferencecontacts paliers - maneton/axepiston : jeucalcul de l’interference des paliers en2 etapes :

1 deformations dues aux vis +interference

2 suppression interference,deformation inverse

Modele #1

inactif

offset >0

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Calcul par elements finis Modelisation

Modelisation par elements finisContacts

surfaces craquees : �Rough�

contacts paliers - bielle : interferencecontacts paliers - maneton/axepiston : jeucalcul de l’interference des paliers en2 etapes :

1 deformations dues aux vis +interference

2 suppression interference,deformation inverse

Modele #1

interf. resolue

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Calcul par elements finis Modelisation

Modelisation par elements finisContacts

surfaces craquees : �Rough�

contacts paliers - bielle : interferencecontacts paliers - maneton/axepiston : jeucalcul de l’interference des paliers en2 etapes :

1 deformations dues aux vis +interference

2 suppression interference,deformation inverse

Modele #2

offset=0

offset <0

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Calcul par elements finis Modelisation

Modelisation par elements finisContacts

surfaces craquees : �Rough�

contacts paliers - bielle : interferencecontacts paliers - maneton/axepiston : jeucalcul de l’interference des paliers en2 etapes :

1 deformations dues aux vis +interference

2 suppression interference,deformation inverse

Modele #2

UPGEOM,-1.0,,,mod1,rst

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Calcul par elements finis Modelisation

Modelisation par elements finisVis

serrage domaine plastiqueI matiere elasto plastique

bilineairezones critiques proches du filet

I contact noeuds - noeudsI compromis taille modele /

precision

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Calcul par elements finis Modelisation

Modelisation par elements finisVis

serrage domaine plastiqueI matiere elasto plastique

bilineairezones critiques proches du filet

I contact noeuds - noeudsI compromis taille modele /

precision

pa

s

α

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Calcul par elements finis Modelisation

Modelisation par elements finisVis

serrage domaine plastiqueI matiere elasto plastique

bilineairezones critiques proches du filet

I contact noeuds - noeudsI compromis taille modele /

precision

CONTA178

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Calcul par elements finis Modelisation

Modelisation par elements finisCharges + conditions aux limites

structure (statique)I vitesse angulaireI acceleration lineaireI masse ponctuelle (piston)I pression de combustion

flambageI pression de combustion ω

x

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Calcul par elements finis Quelques resultats

Quelques resultats

deformations

I bielleI paliers (radial)

pression de contact

I surface craqueeI paliers

securite a la fatigueflambage

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Calcul par elements finis Quelques resultats

Quelques resultats

deformationsI bielle

I paliers (radial)pression de contact

I surface craqueeI paliers

securite a la fatigueflambage

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Calcul par elements finis Quelques resultats

Quelques resultats

deformationsI bielleI paliers (radial)

pression de contact

I surface craqueeI paliers

securite a la fatigueflambage

0

20

40

60

80100

120

140

160

180

200

220

240

260 280

300

320

340

0

Big EndSmall EndCenterBackFront

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Calcul par elements finis Quelques resultats

Quelques resultats

deformationsI bielleI paliers (radial)

pression de contact

I surface craqueeI paliers

securite a la fatigueflambage

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Calcul par elements finis Quelques resultats

Quelques resultats

deformationsI bielleI paliers (radial)

pression de contactI surface craquee

I paliers

securite a la fatigueflambage

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Calcul par elements finis Quelques resultats

Quelques resultats

deformationsI bielleI paliers (radial)

pression de contactI surface craqueeI paliers

securite a la fatigueflambage

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Calcul par elements finis Quelques resultats

Quelques resultats

deformationsI bielleI paliers (radial)

pression de contactI surface craqueeI paliers

securite a la fatigue

flambage

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Calcul par elements finis Quelques resultats

Quelques resultats

deformationsI bielleI paliers (radial)

pression de contactI surface craqueeI paliers

securite a la fatigueflambage

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Calcul par elements finis Travail futur

Points a ameliorer

Sous modele pour le calcul detaille des vis (geometrie“reelle” des filets)

Calcul dynamique (multicorps) avec modele des paliershydrodynamiques

I mapping de la pression dans le modele structurel (inertiarelief)

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Calcul par elements finis Travail futur

Points a ameliorer

Sous modele pour le calcul detaille des vis (geometrie“reelle” des filets)Calcul dynamique (multicorps) avec modele des paliershydrodynamiques

I mapping de la pression dans le modele structurel (inertiarelief)

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Calcul par elements finis Travail futur

Points a ameliorer

Sous modele pour le calcul detaille des vis (geometrie“reelle” des filets)Calcul dynamique (multicorps) avec modele des paliershydrodynamiques

I mapping de la pression dans le modele structurel (inertiarelief)

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“Tips” LMB pour ANSYS

Astuces LMB pour ANSYSEdition de code APDL

ProblemeCommandes APDL dans WB :

editeur “primitif”verif. syntaxiqueaide

Solutionansys-mode pour Emacs :

coloration syntaxiqueaide des commandesmodeles (templates)gratuit (libre)

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“Tips” LMB pour ANSYS

Astuces LMB pour ANSYSEdition de code APDL

ProblemeCommandes APDL dans WB :

editeur “primitif”verif. syntaxiqueaide

Solutionansys-mode pour Emacs :

coloration syntaxiqueaide des commandesmodeles (templates)gratuit (libre)

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“Tips” LMB pour ANSYS

Astuces LMB pour ANSYSConversion des resultats en format VTK (Open Source)

Problememajorite des calculs : iteration de la geom.impossible d’ouvrir 2 resultats simultanementcomparaison difficile

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“Tips” LMB pour ANSYS

Astuces LMB pour ANSYSConversion des resultats en format VTK (Open Source)

Solutionconversion des resu. en*.vtk

post proc. dansParaview

gratuit (libre)presentation seance, echangeavec exterieurmodif. / combinaison resultatstriviale (numpy array)

(ESURF)

ELIST, ETLIST, NLIST, PRNSOL

*.vtu

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Merci pour votre attentiondes questions ?

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