La société d'hélicoptères de fret sans pilote RangeAero réduit ses délais de développement de 40 %

3DEXPERIENCE Works Simulation intégré à SOLIDWORKS a permis à RangeAero de raccourcir les cycles de conception de 30 %, de réduire les coûts de prototypage de 40 % et d'alléger le train d'atterrissage de 18 %.

Enjeu

Développer rapidement et à moindre coût des hélicoptères de fret autonomes (appareils sans pilote à rotor coaxial) pour le transport commercial et militaire afin d'accélérer la mise sur le marché. Tirer parti d'outils de simulation avancés pour analyser les comportements physiques complexes, en éliminant ainsi les itérations de conception et de prototypage longues et coûteuses.

Solution

Remplacer le logiciel de simulation Siemens Simcenter® par les outils de simulation avancés SIMULIA Abaqus® pour analyser les cas de non-linéarité de la géométrie, des matériaux et de contact au lieu de procéder à des itérations de prototypage longues et coûteuses.

Résultats

  • Réduction de 40 % de la durée du cycle de développement
  • Réduction de 30 % des coûts de développement
  • Réduction des coûts de prototypage de 40 %
  • Réduction de 18 % du poids du patin d'atterrissage Jestar

RangeAero Private Limited est une société basée en Inde qui développe des hélicoptères de fret autonomes et sans pilote novateurs pour le transport commercial et militaire régional. Les hélicoptères à rotor coaxial RangeAero sont pilotés et contrôlés par des équipes au sol. Ces caractéristiques offrent de nombreux avantages pour le transport de petits volumes de fret au niveau régional, notamment une moindre dépendance vis-à-vis des infrastructures et des pilotes humains, une flexibilité et une vitesse opérationnelles accrues, une capacité de charge optimale, des coûts d'exploitation inférieurs et une empreinte carbone réduite.

La conception d'aéronefs à rotor (giravions) présente plusieurs défis techniques uniques, notamment des caractéristiques mécaniques et aérodynamiques complexes dues à l'interaction entre les rotors, le fuselage et l'air ambiant, ce qui peut entraîner des charges aérodynamiques instables susceptibles de provoquer des vibrations et des bruits indésirables. La conception structurelle doit également tenir compte de la flexibilité des pales du rotor et de la réponse dynamique de la structure aux charges aérodynamiques instables. En outre, pour obtenir des performances et une efficacité optimales, le giravion doit être léger et compact. C'est un défi majeur de plus, car la réduction du poids et de la taille d'un giravion peut affecter son intégrité structurelle, sa stabilité et sa maniabilité.

RangeAero utilise le logiciel de conception et d'analyse SOLIDWORKS® Premium pour la modélisation et l'analyse linéaire des contraintes statiques de base. La société utilisait également les outils de simulation Siemens Simcenter®. Lorsqu'elle a eu besoin d'outils de simulation non linéaire avancés pour développer ses produits rapidement et à moindre coût, elle a remplacé ses outils Siemens par la solution de simulation avancée SIMULIA Abaqus, qui fait partie du portefeuille de solutions 3DEXPERIENCE® Works Simulation, car Abaqus peut résoudre tous les problèmes non linéaires associés au développement d'un giravion.

Selon Arpit Sharma, PDG de RangeAero, « Abaqus nous a permis de simuler des comportements mécaniques complexes, notamment le comportement non linéaire des matériaux, les non-linéarités géométriques et la mécanique des contacts. Son intégration avec d'autres outils, en particulier le logiciel de CAO [SOLIDWORKS], a également permis de rationaliser le processus de conception en réduisant considérablement le temps et les efforts nécessaires à l'exécution des tâches d'analyse. »

Abaqus peut simuler le comportement de matériaux non linéaires, y compris la plasticité, la viscoélasticité et les dommages. Il est particulièrement utile pour les matériaux qui présentent un comportement complexe sous contrainte, tels que les polymères, les composites et les métaux. L'utilisation de la solution Abaqus dans la conception de notre système aéronautique complexe nous permet de réduire le nombre d'itérations. Pour notre premier produit, il a suffi de trois itérations avec un temps de développement de huit mois, soit 40 % de moins que les cinq itérations nécessaires lorsque nous nous appuyons uniquement sur les tests physiques.

Arpit Sharma
Arpit Sharma
Cofondateur et PDG

Ressources connexes

Faciliter les simulations complexes avec des outils avancés pour optimiser les performances

Grâce à la puissance des outils de simulation avancés Abaqus, RangeAero peut simuler les effets de tous les différents types de phénomènes physiques qui affectent les performances du giravion, y compris l'analyse structurelle non linéaire, l'analyse dynamique du rotor, les simulations de chute dynamiques sur le train d'atterrissage, l'analyse de contact non linéaire et l'analyse de matériaux non linéaires (composites, fibre de carbone, alliages métalliques, etc.) comprenant la plasticité, la viscoélasticité et la fatigue.

En outre, « Abaqus permet d'automatiser de nombreuses tâches fastidieuses et chronophages associées à la configuration et l'exécution de simulations, telles que le maillage, les conditions aux limites et le post-traitement », ajoute Arpit Sharma. L'équipe a ainsi plus de temps à consacrer aux autres aspects de la conception tels que l'optimisation et la validation.

Gagner du temps et de l'argent et arriver en premier sur le marché

« Abaqus nous aide également à identifier les problèmes de conception dès le début du processus, avant le lancement de prototypes ou cycles de production coûteux. Grâce à la simulation du comportement du produit avant sa fabrication, les problèmes potentiels sont identifiés et corrigés rapidement, évitant ainsi les reprises et les retards coûteux. En outre, Abaqus permet d'optimiser la conception afin de réduire l'utilisation des matériaux, et ainsi de réaliser des économies », fait remarquer Arpit Sharma. Avec Abaqus, RangeAero a considérablement réduit le nombre d'itérations de conception et de prototypage, et ainsi raccourci les cycles de conception de 30 % et diminué les coûts de prototypage de 40 % et les coûts de développement globaux de 30 %, tout en commercialisant les produits cinq mois plus tôt. Grâce aux outils de simulation Abaqus, RangeAero peut aller au-delà de la validation des conceptions et optimiser ces dernières.

Pour être compétitives dans le secteur des aéronefs sans pilote [drones] en constante évolution, les entreprises doivent créer un produit innovant de qualité, qui doit aussi être le premier arrivé sur le marché. M. Sharma conclut : « Il est nécessaire d'accélérer le développement et de relever plus rapidement les défis techniques. Les outils de simulation Abaqus aident RangeAero à relever ces défis. Et plus nous les utiliserons, plus nous aurons de chances de devancer nos concurrents et de devenir un leader du marché. »

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