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Dimensionnement Paramétrique avec SCIA Engineer

Date: 
Lundi, 17 Décembre, 2018
Région: 
International

Le dimensionnement paramétrique avec SCIA Engineer est une méthode simple qui suit un processus intuitif. Dans plus de 90% des cas, vous pouvez utiliser SCIA Engineer de façon interactive. Cela signifie que vous faîtes une insertion clavier et utilisez les clics de la souris pour insérer ou modifier les données et propriétés tout en suivant des étapes résultantes dans votre processus. 

Parametric Design in SCIA Engineer

Les étapes de cette démarche sont :

  1. Modélisation : dans une première étape vous définissez la géométrie, i.e insertion des poteaux, poutres, voiles, dalles, etc. avec toutes leurs propriétés. Ensuite, vous devez complétez votre modèle d’analyse en y ajoutant les conditions aux limites et leurs propriétés.
  2. Chargement : vous pouvez ajouter les charges et bénéficier des divers générateurs de charges. Vous introduisez aussi des cas de charges et générez des combinaisons de charges.
  3. Analyse : dans l’étape suivante, vous lancez le calcul de SCIA Engineer.
  4. Résultats EF : dans l’étape suivante, vous lancez le calcul de SCIA Engineer.
  5. Design & Checks : SCIA Engineer offers a broad range of multi-material design and check calculations. This enables you to verify and optimise the usage of the materials in your analysis model.
    Besides these build-in checks, SCIA Engineer also offers you the possibility to use tailor-made user-defined checks, prepared in Excel or Design Forms.
    In that case, the user-defined check reads the model input data and analysis results, performs the tailor-made calculations and sends the final results back to SCIA Engineer where they are visualised the same way as any other result calculated by SCIA Engineer itself.
    For Excel, the model-geometry data are limited to nodes and 1D members and the calculations are created using Excel formulas and VBA-macros.
    When using Design Forms, also 2D members are handled and the calculations are defined in the Design Forms scripting language.
  6. Note de calcul : en parallèle de l’aperçu graphique, l’outil note de calcul intégré fournit un environnement riche pour générer des tableaux et images à jour selon l’insertion des données et résultats.

Le dimensionnement paramétrique est basé sur un algorithme intelligent. Dans un processus normal, nous pouvons supposer que les résultats finaux (Résultats EF et Résultats de Dimensionnement & Contrôle) dépendent des données d’entrée (Modélisation et Chargement). Ainsi, exprimer ses données d’entrée comme une série de paramètres et règles éditables nous permet de manipuler les résultats finaux de sorte que des critères utilisateurs supplémentaires soient satisfaits. 

Parametric Design in SCIA Engineer

Un exemple simple peut être : rechercher la forme d’un pont en arc pour lequel le poids du pont est minimum. Dans ce cas, le critère utilisateur est le poids minimum. Les paramètres modifiables sont la géométrie (position des nœuds), les dimensions et épaisseurs des sections. Évidemment, le critère de résistance doit être satisfait, i.e. contraintes de Von Mises inférieures aux valeurs limites. 

Dans ce cas, nous avons besoin de la possibilité d’automatiser chacune des 6 étapes mentionnées plus haut dans notre processus. Il faut un script (algorithme) capable d’introduire et modifier les données d’entrée (position des nœuds, sections). Aussi, il faut lancer le calcul pour lire les contraintes de Von Mises. Selon les contraintes, les données d’entrée sont modifiées par le script, le calcul lancé à nouveau, et les nouvelles contraintes de Von Mises calculées. Ces étapes sont répétées jusqu’à ce que le poids du pont remplisse le critère défini. 

Avec le fichier d’installation de SCIA Engineer, nous délivrons un outil de script (esa_xml.exe) qui peut être appelé par n’importe quel environnement de programmation (.NET, Java, Pascal…) ou un environnement d’écriture de script (VBA, Grasshopper pour Rhino, JavaScript, Python, PowerShell, Haskell…). L’outil de script lance SCIA Engineer en arrière-plan (sans son interface graphique) et réalise les tâches dans SCIA Engineer. 

Parametric Design in SCIA Engineer

L’outil de script fournit une équivalence « scriptée » pour chacune des 6 étapes de notre processus : 

  1. Modélisation : nœuds, éléments 1D et 2D et conditions limites définis dans un fichier texte.  
    Ce fichier texte est importé dans le projet SCIA Engineer par l’outil de script. 
  2. Chargement : charges, cas de charges et combinaisons définis aussi dans le fichier texte.
    Ce fichier texte est aussi importé dans le projet SCIA Engineer par l’outil de script. 
  3. Analysis : the script-tool starts the analysis.
  4. Résultats EF : après le calcul, l’outil de script utilise un modèle de rapport pour exporter les résultats dans un fichier texte, html ou xml. 
  5. Dimensionnement & Contrôle : les résultats des contrôles intégrés, ainsi que des contrôles utilisateurs (Excel ou Design Forms) peuvent aussi être exportés avec cet outil via un modèle de rapport vers un fichier texte, html ou xml. 
  6. Note de calcul : l’outil de script peut aussi mettre-à-jour les note de calculs existantes et les exporter dans un fichier texte, html ou xml.

 

Conclusion

Le dimensionnement paramétrique avec SCIA Engineer est fait par beaucoup d’utilisateurs, car relativement simple et directe. Vous devez seulement écrire et lire des fichiers textes, démarrer un exécutable externe depuis votre environnement de programmation. Cette technique peut être utilisée pour optimiser des structures complexes comme des stades de football, des montagnes russes, des bâtiments de stockage, des grues…

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Parametric Design in SCIA Engineer