Z-set

Z-set est un logiciel de calcul par éléments finis développé à l'origine au Centre des Matériaux de MINES ParisTech. L'initiative de développement remonte au début des années 1980. La version initiale en Fortran a rapidement été remplacée par une version en C++, en même temps que s'agrandissait le cercle des développeurs, qui inclut maintenant des chercheurs et des ingénieurs de l'Onera et de NorthWest Numerics, Inc.

Utilisé à l'origine par les chercheurs du Centre, le code est devenu incontournable à l'Onera, et il a rapidement séduit les industriels partenaires, devenus clients. Il est diffusé aujourd'hui en Europe, aux États-Unis et en Inde. Il couvre un large spectre de problèmes de mécanique des matériaux et de calcul de structures :

• modélisation du comportement non-linéaire des matériaux ;
• estimation de durée de vie des pièces soumises à des sollicitations complexes ;
• simulation de l'amorçage et de propagation de fissures ;
• calcul de microstructures ;
• problèmes couplés.

La structure du code est modulaire, avec des outils de maillage et de mise en données, un solveur classique et un solveur adapté au parallélisme massif sur machine à mémoire distribuée, un optimiseur, un driver de loi de comportement et une bibliothèque de modèles de comportement. Ce dernier module est utilisable avec la plupart des grands codes de calcul commerciaux, et font de Z-set un outil puissant pour identifier et intégrer des comportements complexes dans des calculs industriels.

Principaux modules

• Z-mat : une librairie matériau particulièrement fournie, qui permet de concevoir des lois de comportement complexes par le biais d'une interface modulable orientée objet, reposant sur le langage utilisateur ZebFront. Z-mat est nativement intégré au solveur Zébulon mais peut aussi être décliné sous la forme de plugin et être associé à des codes commerciaux tels Abaqus/Standard, Abaqus/Explicit, SAMCEF, LS-Dyna, ANSYS ou MSC MARC;
• Zébulon : un solveur éléments finis généraliste qui utilise un grand nombre de concepts modernes pour le calcul de structures. Il est adapté au calcul parallèle à la fois en mémoire partagée (multithreading) et en mémoire distribuée (solveur décomposition de domaines par exemple);
• Z-cracks : un outil pour la simulation de fissure 2D et 3D axé sur la mécanique linéaire de la rupture, disposant de capacités permettant la prise en compte du contact, des effets d'histoire (plasticité, transfert de champ), sous chargement en mode mixte, principalement en fatigue.
• Z-post : post-traitement séquentiel ou parallèle, qui propose un dépouillement des résultats de façon globale ou locale; Z-post possède une collection de modèles de post-traitement très riche avec une attention particulière accordée aux modèles d'estimation de durée de vie de pièces en fatigue sous chargements complexes et température variable;
• Z-sim : simulateur visant, avant d'entreprendre un calcul de structure complet, à tester les lois de comportement sur un élément de volume;
• Z-opt : optimiseur adapté à la résolution des problèmes inverses, à la caractérisation des matériaux, et à l'optimisation de structures;
• Z-master : interface graphique de pré et post-traitement.

Bibliographie

• J. Lemaitre et J.-L. Chaboche, Mécanique des matériaux solides, Paris, Dunod, 2001, 2^e éd., 544 p. (ISBN 210005662X)
• J. Besson, G. Cailletaud, J.-L. Chaboche et S. Forest, Mécanique non linéaire des matériaux, Paris, Hermes Science Publications, 2001, 445 p. (ISBN 2746202689)
• (en) V. A. Yastrebov, Numerical Methods in Contact Mechanics, ISTE Ltd and John Wiley & Sons Inc, 2013, 416 p. (ISBN 1848215193)

Articles connexes

• Méthode des éléments finis
• Calcul de structures et modélisation

Liens externes

• Z-set
• Videos de simulation numérique de fissuration 3D réalisées avec Z-cracks

Article publié sur Wikimonde Plus

• Portail de l’informatique
• Portail des sciences des matériaux