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Etude des déformations thermomécaniques d’une trappe de maintenance aéronautique

Trappe de maintenace aéronautique

Démonstrateur sur présentoir au Salon du Bourget [CTIF]

Lors du dernier salon du Bourget CTIF et SOGECLAIR aerospace présentaient EOLE, une trappe de maintenance d’avion obtenue par voie de fonderie et faisant appel aux techniques d’optimisation topologique et de fabrication additive.

Le design de cette structure allégée étant très complexe (toile de grande dimension de très faible épaisseur, rattachée à une structure organique de section plus importante), il est susceptible de se déformer lors de sa réalisation. Ainsi, nous avons travaillé sur des calculs thermomécaniques (avec le logiciel Procast) afin d’appréhender les déformations de la pièce lors de la coulée.

Pour des raisons de tailles de modèles numériques et de temps de réponse des calculs, nous nous sommes intéressés à un démonstrateur à échelle réduite (un morceau de porte représentatif) sur lequel nous avons réalisé une simulation de remplissage et solidification couplée à la mécanique.

Figure 2 : Simulation thermomécanique

Ensuite une coulée du démonstrateur a alors été réalisée dans des conditions de températures identiques à la simulation (Fig. 3).

Figure 3 : Réalisation du démonstrateur

Enfin, un scan 3D de la pièce a été effectué, dans le but de connaitre les déformations réelles de celle-ci. Ce scan 3D a alors permis de faire une comparaison entre la déformation de la pièce en réel et la pièce simulée.

Figure 4 : Comparaison Scan / Simulation

On peut voir ici (Fig. 4), les différences entre le maillage de fin de simulation et celui issu du scan. Les zones en bleu sur le haut des bras correspondent aux accroches avec le système d’alimentation, d’où les écarts plus importants. Dans les autres zones, pieds de brins et plaque, on peut observer des écarts de l’ordre de 1mm.

A partir du scan 3D, nous avons également fait une comparaison avec la CAO initiale (Fig. 5). On peut donc voir que globalement les zones où les écarts sont les plus importants correspondent bien aux zones identifiées par la simulation précédemment (Fig. 2).

Figure 5 : Comparaison Scan / CAO initiale

Ainsi, l’étude de prédiction des déformations par calcul thermomécanique nous a permis de confirmer des tendances à la déformation de la pièce (estimation qualitative). Un recalage numérique permet ensuite d’affiner l’approche quantitative pour une prise en compte des contre-déformations sur la CAO initiale afin d’obtenir au final une pièce conforme dimensionnellement.

Pour plus d’informations, n’hésitez pas à contacter Didier Linxe