Optimisez vos joints avec l’analyse par éléments finis
Dans tout processus de production, les joints sont essentiels pour utiliser efficacement et en toute sécurité les machines, les équipements et leurs composants. Un joint fonctionne de manière optimale lorsque ses dimensions, la gorge dans laquelle il est installé et les pièces en contact sont parfaitement adaptées les unes aux autres. Le choix du matériau est également déterminant. Grâce à l’analyse par éléments finis (FEA), nous montrons à nos clients comment le joint se comportera dans leur application et leur environnement de production. Il s’agit d’un outil adapté à un processus de développement rapide et maîtrisé en termes de coûts.
Comment fonctionne l’analyse par éléments finis ?
Pour répondre à la question de savoir si des joints fonctionneront correctement dans un environnement de production, l’analyse par éléments finis (FEA) constitue une solution adaptée. Ce logiciel de simulation avancé permet de simuler le comportement d’un joint en caoutchouc sans devoir le tester physiquement. Pour réaliser une simulation, un modèle 3D de la gorge et des pièces en contact dans l’assemblage suffit. En fonction du fluide, de la température et de la pression de l’application, nous sélectionnons plusieurs matériaux en caoutchouc adaptés au joint. La combinaison du modèle 3D et du modèle de matériau constitue le point de départ de la simulation.
Une solution sur mesure grâce aux données disponibles
L’analyse par éléments finis permet d’évaluer différents matériaux aux propriétés variées sous des conditions de production changeantes. Elle permet ainsi de développer le joint le plus adapté à votre application. Selon la complexité de la conception, des données spécifiques peuvent être ajoutées à la simulation afin d’examiner plus précisément le comportement du joint. Il peut notamment s’agir du frottement, du comportement viscoélastique et de la dilatation thermique. La mesure de la force d’installation en est un bon exemple : quelle force de réaction les pièces en contact exercent-elles ? Cette donnée est particulièrement pertinente pour les pièces en plastique, pour lesquelles une force excessive peut provoquer une déformation du matériau.
Les données prévoient la réaction de votre joint dans des conditions futures
La FEA permet également de déterminer la plage de fonctionnement d’un joint dans une application. Cette évaluation est généralement assez simple pour un joint torique, mais la FEA apporte une vision utile pour des formes plus complexes. L’étude de la réaction du caoutchouc à différentes températures constitue aussi une partie importante de la FEA. Lorsque la température baisse ou augmente, le caoutchouc se contracte ou se dilate. Il se dilate lorsqu’il est chauffé à 200 degrés, puis peut se contracter de quelques pour cent lors du refroidissement. Pour un fabricant de moules, par exemple, cette information est importante avant de développer le produit. La FEA permet de réaliser des simulations de retrait qui reproduisent le comportement du caoutchouc au cours de ce processus.
Les avantages de la FEA
Le logiciel de simulation calcule rapidement différents scénarios. Il est ainsi possible d’améliorer le résultat final au moyen d’un processus de conception itératif. La FEA apporte donc des avantages concrets à chaque étape du processus de développement.
Un processus de conception efficace et maîtrisé en termes de coûts
Comme seule une quantité limitée de plaques ou d’échantillons de caoutchouc est nécessaire pour effectuer les simulations, le développement du joint approprié peut être accéléré. Le recours à un logiciel de simulation permet d’aboutir à un joint adapté à votre application. Obtenir un résultat correct dès la première conception peut ainsi contribuer à réduire les coûts.
Une qualité optimale du produit final
Notre vaste base de données de modèles de matériaux avancés fournit un résultat de test fiable afin d’identifier le matériau le plus adapté à votre application. Avec la FEA, il est possible de tester chaque combinaison de matériau disponible, d’environnement de production et d’application. Vous pouvez ainsi sélectionner le joint adapté à votre application.
Comment ERIKS aide-t-il à développer le joint approprié ?
Lors de la réalisation d’une analyse par éléments finis, ERIKS dispose d’un ensemble complet de modèles d’essai prenant en compte tous les facteurs nécessaires à un joint optimal :
le comportement dans la gorge ;
la déformation géométrique et la compression ;
le choix du compound ;
la fatigue du matériau ;
les contraintes dans le matériau ;
la conception ;
l’influence des variations de température et de pression ;
les tolérances.
Dans certains secteurs, les entreprises sont elles-mêmes en mesure d’effectuer leurs propres calculs FEA, notamment pour des installations dynamiques. ERIKS soutient ces processus en partageant des données d’entrée issues des modèles de matériaux disponibles. Lorsque ces calculs aboutissent, les joints sont ensuite conçus avec le matériau d’ERIKS. Sans réaliser lui-même les calculs, ERIKS peut ainsi accompagner ses clients dans leur processus de développement.