Ingénierie et conception de pneus SIMULIA

Si vous avez déjà conduit ou monté dans un véhicule ou visité une zone peuplée, vous aurez connu des embouteillages. Le nombre de véhicules et de conducteurs sur la route est extrêmement élevé, et la mauvaise nouvelle pour les conducteurs stressés est que ce nombre ne devrait qu'augmenter dans les années à venir. En fait, les analystes de l'industrie prédisent que le nombre de kilomètres parcourus par les véhicules dans le monde va doubler pour atteindre 20 000 milliards d'ici 2030. Bien que cela puisse faire frissonner la plupart des gens – et s'inquiéter un peu plus de l'environnement – ​​c'est une bonne nouvelle pour les fabricants d'automobiles et de pneus. .

Ce n'est peut-être pas non plus une catastrophe environnementale, car les automobiles continuent d'évoluer vers l'électrification. Ce changement, ainsi que l'évolution vers les véhicules autonomes, présente de nouveaux défis pour la plupart des fabricants de l'industrie, y compris les fabricants de pneus, car la demande pour leurs produits continue d'augmenter, ainsi que les réglementations et la technologie poussant vers des pneus plus « verts » et connectés.

De nombreux facteurs doivent être pris en considération lors de la conception d'un pneu de qualité. Le principal de ces facteurs est ce qu'on appelle le « triangle magique », qui comprend l'adhérence sur sol mouillé, la résistance à l'usure et la résistance au roulement. Les défis sont présentés comme des compromis entre ces facteurs :adhérence sur sol mouillé contre adhérence sur sol sec, adhérence contre usure, usure contre résistance au roulement, etc. Plusieurs autres variables doivent également être prises en compte, telles que la traînée aérodynamique ou le bruit et les vibrations.

Les tests de ces facteurs ont un coût élevé pour les ingénieurs, dont le travail est encore compliqué par la nécessité de prédire les performances dans des conditions variables, telles que des températures extrêmement élevées et basses. Par exemple, des températures extrêmement froides peuvent entraîner une perte de pression d'air des pneus, tandis qu'une chaleur extrême, au pire, entraîne un risque d'éclatement.

SIMULIA propose une solution complète et intégrée de conception et d'ingénierie des pneus qui aborde toutes les facettes du processus de développement des pneus. La solution se concentre sur deux aspects principaux de la conception des pneus :le processus du pneu vert, qui implique l'ingénierie du pneu avant qu'il ne soit durci; et le processus de durcissement du pneu, qui implique le durcissement du pneu. Le durcissement est le processus consistant à appliquer une pression sur un pneu dans un moule afin de lui donner sa forme finale, y compris la bande de roulement. Les deux processus sont étroitement liés, nécessitant beaucoup d'itérations et d'optimisation.

Une fois que la bande de roulement appropriée est conçue pour le pneu durci, plusieurs types de simulations avancées sont effectuées pour atteindre les objectifs de performance attendus.

Les avantages de cette solution sont nombreux. Le processus entièrement automatisé permet une exploration facile de l'espace de conception avec la conception d'expériences et permet aux ingénieurs de tirer parti des processus intégrés de conception et de simulation dans un environnement unique. Ces processus de simulation incluent la co-simulation Abaqus/XFlow pour évaluer les performances d'aquaplanage ; PowerFLOW pour le calcul de la traînée aérodynamique ; et Simpack et Dymola pour la dynamique des systèmes de véhicules. Ces solutions offrent une continuité numérique et une traçabilité totales dans toutes les disciplines, et les ingénieurs peuvent bénéficier de plus de cycles de vérification dans le même laps de temps, avec plus de confiance.

Cette solution intégrée peut réduire le temps d'évaluation des performances des pneus clés de quelques jours et semaines à quelques heures. Les simulations haute fidélité offrent également des économies importantes grâce à la validation virtuelle. À mesure que la demande de pneus augmente, ces réductions de temps et de coûts sont essentielles pour les fabricants.

Les véhicules tels que nous les connaissons évoluent, deviennent plus efficaces et plus respectueux de l'environnement, avec une évolution drastique vers les voitures électriques et autonomes. Cependant, une chose reste la même :un véhicule, peu importe son niveau d'avancement, aura toujours besoin de pneus qui dureront longtemps et offriront une conduite sûre, confortable et silencieuse. Au fur et à mesure que de plus en plus de kilomètres sont parcourus, les ingénieurs pneumatiques doivent non seulement répondre à la demande de quantité, mais aussi augmenter la qualité pour s'assurer que les pneus peuvent supporter le kilométrage supplémentaire.