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Module CAD Import

Importer des fichiers CAO dans COMSOL Multiphysics® et les préparer pour l'analyse

Le module complémentaire d'importation de CAO du logiciel de simulation COMSOL Multiphysics® facilite la méthodologie de travail de modélisation de deux manières. Premièrement, il rend possible l'import de géométries de logiciels CAO tiers dans une variété de formats de fichiers, y compris les formats Parasolid® et ACIS®, les formats standard comme STEP et IGES, et les formats de fichiers natifs de divers systèmes de CAO. Ensuite, il aide à assurer que la géométrie importée est opérationnelle pour l'analyse grâce à des outils permettant de réparer les géométries qui héritent souvent d'erreurs lors du transfert, de simplifier les géométries trop détaillées, et de supprimer les entités géométriques qui génèrent des maillages inutilement fins.

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La géométrie CAO en gris d'un modèle de turbine à gaz.

Import de fichiers CAO

La plupart des logiciels de CAO prennent en charge l'export des formats de fichiers Parasolid®, ACIS®, STEP et IGES, qui peuvent ensuite être facilement importés dans COMSOL Multiphysics® avec le module CAD Import. En outre, l'import de formats de fichiers natifs d'un certain nombre de systèmes de CAO, tels que SOLIDWORKS®, Inventor®, PTC Creo Parametric™, NX™ et AutoCAD® est pris en charge. Le produit séparé File Import for CATIA® V5 permet d'importer le format de fichier natif de CATIA® V5. Lorsque le module CAD Import est installé, tous les modèles et fichiers CAO sont automatiquement convertis en une géométrie Parasolid® à l'aide du moteur géométrique Parasolid® inclus dans le module.

Ces géométries peuvent ensuite être modifiées à l'aide de COMSOL Multiphysics® et du module CAD Import ou Design Module . Outre la correction des erreurs, les utilisateurs peuvent apporter d'autres modifications à leur géométrie, comme la création d'un domaine de modèlisation externe au design CAO pour utilisation dans des analyses CFD, acoustiques ou électromagnétiques. La plupart des modèles CAO sont des géométries d'objets à fabriquer, et la simulation peut être utilisée pour modéliser les phénomènes autour de ces objets, comme les écoulements d'air. Une fois ces modifications effectuées, le module CAD Import peut les exporter dans les formats de fichier IGES, STEP, Parasolid® ou ACIS® pour les importer dans d'autres outils.

La fonctionnalité d'import prend en charge l'import de géométrie associative afin de conserver, entre autres, les paramètres physiques et autres sélections de la géométrie. Une fois qu'un fichier a été importé, le logiciel lit les informations dans les fichiers CAO pour identifier les entités géométriques du fichier. Si et quand le fichier est réimporté en raison d'un changement de design, toutes les sélections dans COMSOL Multiphysics® seront mises à jour et conservées selon les règles d'associativité, réduisant la nécessité de répéter les opérations de configuration. Ces informations sont généralement disponibles lors de l'import de fichiers CAO enregistrés dans le format natif du logiciel dans lequel ils ont été créés.

Vue rapprochée de la fenêtre Réglages du nœud d'import et d'un modèle CAO de collecteur d'échappement.

Formats d'import et d'export de fichiers pris en charge

Notez que tous les formats de fichiers ne sont pas pris en charge par tous les systèmes d'exploitation; pour plus de détails, veuillez consulter la section configuration requise. Les formats de maillage de surface STL, PLY et 3MF sont pris en charge par COMSOL Multiphysics® sans recourir à des produits complémentaires.

Format de Fichier Extension Version Import Export
ACIS® .sat, .sab, .asat, .asab jusque 2025 1.0 (import),
R4, R7, 2016 1.0 (export)
AutoCAD® .dwg 2.5–2025
AutoCAD® DXF™ .dxf 2.5–2025
IGES .igs, .iges jusque 5.3
Assemblages Inventor® .iam 11–2025
Pièces Inventor® .ipt 6–2025
NX™ .prt jusque 2406
Parasolid® .x_t, .xmt_txt, .x_b, .xmt_bin jusque V37.0
PTC Creo Parametric™ .prt, .asm 1.0–11.0
PTC Pro/ENGINEER® .prt, .asm 16 jusque Wildfire® 5.0
SOLIDWORKS® .sldprt, .sldasm 98–2025
STEP .step AP203, AP214, AP242 (import),
AP203 (export)

Réparer une géométrie pendant l'import

L'objectif de la construction du modèle CAO est d'obtenir une représentation numérique du produit réel. Cette version numérique contient la géométrie 3D du produit ainsi que les informations nécessaires à sa fabrication. Bien qu'une géométrie CAO 3D soit généralement fidèle à l'objet réel qu'elle représente, de petites anomalies à peine perceptibles peuvent apparaître à travers la géométrie. Cela peut être dû à des limitations numériques dans la capacité de l'ordinateur à représenter des formes complexes, aux limitations d'un ancien format de fichier CAO, à des erreurs humaines ou à la traduction des données entre les formats de fichiers. Ces petites anomalies peuvent se traduire, par exemple, par des faces qui ne se rejoignent pas exactement au niveau de leurs bords ou par des normales de faces et des directions d'arêtes incohérentes. À leur tour, ces anomalies peuvent entraîner des problèmes de formation d'objets géométriques valides et étanches lors de la génération d'un maillage dans COMSOL Multiphysics®. Pour y remédier, la réparation de la géométrie est toujours effectuée par défaut au cours du procédé d'import, facilitant ainsi la configuration initiale des simulations.

En plus de la réparation automatique qui se produit lors de l'import, le module CAD Import offre des fonctions qui permettent de réparer manuellement les modèles CAO après l'import. Par exemple, des faces peuvent être sélectionnées manuellement et assemblées pour former un solide en utilisant une tolérance spécifiée pour combler les écarts. Il est égaement possible de localiser automatiquement les arêtes des espaces vides et d'utiliser ces arêtes pour générer une nouvelle face qui couvrira l'espace vide en formant un solide.

 

Nettoyage automatique de la géométrie

Même après avoir été correctement réparé, un modèle CAO peut être difficile à utiliser dans une simulation en raison de sa complexité géométrique et de la présence de nombreux petits détails. S'ils ne sont pas supprimés avant l'étape du maillage, ces détails peuvent entraîner un nombre excessif d'éléments de maillage, ce qui augmente les ressources de calcul plus que nécessaire.

Pour simplifier la géométrie et réduire la taille de la simulation, les petits détails tels que les faces minces, les petites arêtes, les espaces étroits, et les domaines minces sont automatiquement identifiés et supprimés en vue de l'analyse. Le processus de nettoyage est transparent et comprend des étapes personnalisables. Un assistant de nettoyage optionnel peut être utilisé pour ajuster la tolérance de la taille des détails et sélectionner les opérations de nettoyage à appliquer.

En fonction du type et de la complexité des détails, le nettoyage automatique peut appliquer différentes méthodes, y compris des opérations de géométrie virtuelles, des outils du module CAD Import ou du module Design et, dans certains cas, le passage à une représentation de la géométrie basée sur le maillage.

Simplifier une géométrie pour l'analyse

Bien que certains détails, tels que les congés, les rainures, les filetages et les trous, soient nécessaires dans une éventuelle étape de fabrication, ils peuvent ne pas être pertinents pour un type particulier de simulation. Le module CAD Import dispose des outils nécessaires pour les supprimer et simplifier la géométrie. Il existe des fonctionnalités permettant de supprimer des congés et des chanfreins, obturer des trous et supprimer des groupes de faces, en les remplaçant par une surface uniforme par remplissage ou par rapiéçage.

D'autres petits détails indésirables peuvent résulter du processus même de modélisation et d'import de la CAO, comme les petites faces, les faces obliques, les pointes et les bords courts, par exemple. Bien que ces éléments non intentionnels soient généralement détectés et supprimés par le nettoyage automatique de la géométrie, une valeur de tolérance peut être spécifiée dans une interface dédiée afin d'identifier et de supprimer tous les éléments non intentionnels ou uniquement ceux sélectionnés. La simplification peut également être effectuée automatiquement directement à l'étape d'import, en utilisant les mêmes tolérances que celles spécifiées pour la réparation.

La géométrie simplifiée résultante peut ensuite être exportée vers un format de fichier de CAO pour la partager avec d'autres personnes. Bien que le module CAD Import soit bien adapté à la préparation de pièces individuelles de CAO, les petits espaces et les recouvrements que l'on trouve souvent entre les composants d'un assemblage CAO peuvent être traités en utilisant les opérations booléennes de la géométrie disponibles dans le module Design. Par exemple, lorsque l'on réalise une union booléenne sur deux objets séparés par un espace mince, l'espace peut être fermé automatiquement en spécifiant une tolérance appropriée.

Vue rapprochée d'un éclat dans une géométrie CAO avec réparation, menant à un maillage amélioré.
Une vue rapproché d'une géométrie CAO est représentée dans une comparaison avec et sans rainure et trou.
Une vue rapproché d'une géométrie CAO est représentée dans une comparaison avec et sans congés de raccordement.
Vue rapproché d'une géométrie CAO représentée dans une comparaison avec et sans faces obturées.

Opérations de géométrie virtuelle pour simplifier le maillage

La fonctionnalité de nettoyage automatique de la géométrie supprime les petits éléments géométriques notamment grâce à l'utilisation d'opérations virtuelles. Au lieu de modifier la géométrie, les opérations de géométrie virtuelle demandent au mailleur d'ignorer certaines caractéristiques qui n'ont qu'une influence négligeable sur les résultats ou qui ne sont pas particulièrement pertinentes pour la simulation souhaitée. Le maillage s'effectue ensuite sur une géométrie virtuelle. Ces opérations consistent à ignorer les sommets, les arêtes et les faces, à former des arêtes et des faces composites, à fusionner des arêtes et des faces, etc.

Il existe deux façons d'utiliser les opérations de géométrie virtuelle. Les faces, les arêtes et les sommets à ignorer peuvent être sélectionnés manuellement, mais il existe également une opération automatique Suppression des détails qui reconnaît et supprime les petites entités en utilisant une séquence d'opérations virtuelles qui peuvent ensuite être révisées et éditées si nécessaire.

Ces opérations sont incluses dans la plate-forme COMSOL Multiphysics® et constituent un excellent complément aux outils de simplification du module CAD Import. Cette fonctionnalité est particulièrement utile lorsque les caractéristiques de la géométrie ne peuvent pas être facilement supprimées par la simplification ou la réparation, ou lorsque la simulation exige que la courbure de la géométrie soit gardée intacte.

Interface directe avec les logiciels de CAO

Pour les ingénieurs calcul utilisant également un logiciel de CAO, COMSOL fournit plusieurs produits complémentaires qui connectent COMSOL Multiphysics® à chacun des principaux logiciels de CAO, en utilisant la technologie spécialisée LiveLink™. La fonction de synchronisation des produits LiveLink™ met automatiquement à jour la géométrie dans un programme lorsque des modifications sont apportées dans l'autre. Cette fonctionnalité évite d'avoir à exporter et importer la géométrie CAO à chaque fois qu'il y a une modification y est apportée en vue d'une analyse ultérieure.

Les produits suivants contiennent cette fonctionnalité :

L'interface utilisateur SOLIDWORKS est représentée à l'arrière-plan avec un modèle géométrique de support en gris et l'interface utilisateur COMSOL Multiphysics est représentée au premier plan avec le modèle de support optimisé dans la fenêtre graphique avec les contraintes visualisée en arc-en-ciel.

Chaque activité et chaque besoin en matière de simulation est unique.

Afin d'évaluer pleinement si le logiciel COMSOL Multiphysics® répond ou non à vos exigences, nous vous invitons à nous contacter. En parlant à l'un de nos représentants, vous obtiendrez des recommandations personnalisées et des ressources détaillées qui vous aideront à tirer le meilleur parti de votre évaluation et vous guideront pour choisir l'option la plus adaptée à vos besoins en matière de licence.

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