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Les appareils électroménagers : Conception et technologie de l'Internet des Objets | ANSYS en pratique.
Les utilisateurs exigent qu'un produit donné soit performant jour après jour - et dure de nombreuses années. La réputation de fiabilité et d'efficacité énergétique est un argument clé de vente. Il est essentiel que tous les scénarios possibles de défaillance d'un nouveau produit soient testés avant sa mise sur le marché. Les fabricants d'appareils électroménagers considèrent la CAO comme la solution la plus prometteuse, voire la seule solution possible.
Bien que la fiabilité soit la règle, les consommateurs s'attendent à des produits plus faciles à utiliser, de taille plus réduite mais offrant une capacité maximale, consommant moins d'énergie et émettant moins de bruit.
La conception d'appareils sophistiqués est soumise à des exigences mécaniques et électriques complexes et exige des connaissances techniques avancées en matière de dynamique, de structures, de fluides, de thermodynamique et de contrôles. Cela nécessite une compréhension approfondie des attentes du marché et de la dynamique de l'ingénierie au niveau des systèmes.
Grâce aux outils de simulation et de modélisation ANSYS, les concepteurs peuvent évaluer les alternatives et affiner les conceptions dès le début du processus, lorsqu'il est le moins coûteux d'apporter des modifications. Le besoin de prototypes physiques est également réduit, ce qui se traduit par un cycle de développement plus court et une mise sur le marché plus rapide.
Study Cases
- B/S/H: Conception d'antennes
- B/S/H: Test de chute
- Miele: Simulation des matériaux
- V-Zug: Conception des appareils innovants (EN)
Version actuelle 2022 R2
Conception d'antennes à l'aide des solutions ANSYS Electronics
Les antennes WLAN Dual-band sont intégrées sur le circuit imprimé (PCB). La largeur de bande de l'adaptation d'impédance doit être suffisamment large pour que l'antenne ait une performance acceptable dans de nombreux endroits.
En utilisant ANSYS HFSS et ANSYS optiSLang, l'influence de divers paramètres géométriques sur les performances de l'antenne peut être évaluée. Cela permet d'optimiser les fréquences de résonance, les largeurs de bandes et le gain d'antenne et de comprendre l'influence des tolérances de fabrication et des différents emplacements de montage
De nouveaux concepts d'agencement sont étudiés avec ANSYS SIwave, en particulier la disposition des couches de puissance et de masse et l'emplacement des condensateurs de découplage sont optimisés. De cette façon, les condensateurs sont sauvegardés et de nouvelles règles de conception sont établies. L'analyse de l'intégrité du signal à l'aide d'ANSYS SIwave montre les potentiels d'économie pour les résistances de terminaison et aide à l'optimisation des lignes de signal à grande vitesse critiques.
Simulation des matériaux élastoplastiques à comportement de fluage
Sous charge, les composants en plastique dans les machines à laver se caractérisent par le fait qu'en plus de la plasticité, des effets dépendant du temps tels que le fluage et la relaxation des contraintes se produisent également.
En collaboration avec CADFEM, Miele a fait réaliser une étude pour déterminer le comportement du matériau et ajuster par la suite ses paramètres.
Simulation de thermoformage de la garniture du réfrigérateur
Le thermoformage est largement utilisé pour la production en série de revêtements de réfrigérateurs. La variation de la distribution de l'épaisseur de la garniture est un paramètre de qualité important qui a été traditionnellement contrôlé par essais et erreurs. Il s'agit généralement de choisir différentes épaisseurs de feuilles d'entrée et différents paramètres de processus (température, pression, etc.), ce qui entraîne une perte de matière et de temps de fabrication.
Une simulation de thermoformage permettrait de prédire rapidement et efficacement l'épaisseur et la distribution de la garniture, éliminant les gaspillages de matière et de temps de fabrication.
Solution d’ingénierie :
• ANSYS Polyflow propose différentes équations pour modéliser la vitesse de déformation et la dépendance de la viscosité par rapport à la température.
• ANSYS Polyflow propose différents modèles de matériaux et algorithmes de contact pour reproduire efficacement le processus de thermoformage et prédire des résultats précis.
• Le mailleur adaptatif de Polyflow aide à affiner le maillage de la feuille lorsqu'elle entre en contact avec le moule pour suivre de près la géométrie du moule.
Simulation de test de chute d'une cuisinière incluant l'emballage et le conditionnement
La précontrainte de la cuisinière et de l'emballage due au retrait thermique du film plastique a été prise en compte dans l'étude numérique. Pour cela, une simulation de précontrainte thermique de l'emballage plastique a été incluse avant que l'essai de chute réel de l'ensemble de l'assemblage ne soit effectué. Les déformations permanentes de la cuisinière à proximité du bord impacté ainsi que la déformation de la mousse de l'emballage à proximité du bord impacté étaient les principales zones d'intérêt et comparées aux données expérimentales.
Développement de fours, de machines à laver et d'autres appareils innovants grâce à la simulation d'ingénierie.
Après une recherche approfondie de logiciels de simulation pour mieux répondre à l'évolution de ses besoins, V-ZuG a constaté que le logiciel de mécanique des structures d'ANSYS, soutenu par CADFEM, le partenaire local d'ANSYS, répondait le mieux à ses exigences.
- Problème 1 :
V-ZuG utilisait le logiciel d'ANSYS pour la simulation d’un four avec une porte en acier qui incorporait une fenêtre en verre collée au cadre. A l'origine, lorsque le four fonctionnait à des températures élevées, la vitre se brisait sous l'effet des charges thermiques. Pour simuler le problème, l'ingénieur a importé la géométrie de la porte de CATIA dans la plate-forme ANSYS Workbench et a simulé la charge thermique à l'aide de l'outil ANSYS DesignSpace. Les résultats de la simulation ont correspondu à ceux du prototype, les contraintes les plus élevées se produisant dans le coin où la fissure a commencé. L'ingénieur de V-ZuG a ensuite simulé les performances de divers matériaux en verre dans ANSYS DesignSpace afin d'identifier un matériau capable de supporter les charges thermiques.
- Problème 2 :
Les développeurs de machines à laver ont augmenté la capacité de la machine de 5 à 8 kg de linge sec. Ce changement a rendu nécessaire le développement d'un système d'absorption des vibrations ; sinon, le système d'essorage de 8 kilogrammes, lors du passage dans le cycle d'essorage avec une charge déséquilibrée, prendrait trop de place dans le boîtier. L'ingénieur a simulé la nouvelle conception à l'aide du logiciel ANSYS Mechanical.