L'analyse par éléments finis trouve son application principale dans la conception des rayonnages d'entrepôt dans les domaines suivants :

Optimisation de la structure et évaluation de la sécurité

- Analyse de la capacité de charge : en simulant les effets de différentes charges (poids des marchandises, chocs des chariots élévateurs, charge de vent, charge de neige, etc.), évaluer la capacité de charge et la stabilité des rayonnages, et garantir leur sécurité à long terme.
- Évaluation de la résistance aux séismes : dans les zones sujettes aux séismes, simuler la réponse dynamique des rayonnages aux séismes, vérifier leur résistance aux séismes et proposer des solutions de renforcement ou d'optimisation.
- Analyse des structures complexes : pour les rayonnages intégrés (rayonnages combinés à la structure de l'entrepôt), les rayonnages à consoles, les rayonnages à palettes multiples, etc., simuler les charges multidirectionnelles et les contraintes complexes afin de garantir la sécurité globale.

Établissement et simplification du modèle

- Simplification de la structure : abstraction des rayonnages en un modèle de cadre tridimensionnel dans l'espace, sélection de la modélisation partielle ou globale en fonction de la régularité. Par exemple, pour les rayonnages à poutres transversales ordinaires, il est possible de modéliser au moins 5 rangées, tandis que les grands rayonnages intégrés doivent être simplifiés en un modèle plan global dans deux directions.
- Simplification des éléments et des nœuds : distinguer les éléments de tige (articulés, sollicités axialement) et les éléments de poutre (soumis à des moments de flexion), réduire la charge de calcul ; traiter les modes de connexion clés tels que les nœuds de pied, les nœuds poutre-colonne (articulés, rigides ou semi-rigides).
- Remplacement équivalent des composants combinés : pour les composants combinés complexes dans les structures de très grande taille, utiliser un composant équivalent unique pour améliorer l'efficacité de la modélisation.

Analyse et combinaison des charges

- Types de charges :
 - Charges statiques : poids propre des rayonnages, charge des marchandises (charge ponctuelle ou charge uniformément répartie).
 - Charges dynamiques : chocs dus au fonctionnement des chariots élévateurs, chocs dus au placement des marchandises, etc.
 - Charges hypothétiques : ajoutées selon les normes (par exemple, 1/250 ou 1 % du poids des marchandises).
 - Charges environnementales : action sismique (méthode du spectre de réponse de décomposition modale), charge de vent, charge de neige (peut être négligée pour les rayonnages intérieurs).
- Combinaison de charges : combiner plusieurs types de charges selon les normes locales pour vérifier la sécurité des rayonnages dans les conditions les plus défavorables.

Analyse des résultats et amélioration de la conception

- Analyse des contraintes et des déplacements : obtenir la répartition des contraintes et les déformations de chaque composant des rayonnages à l'aide du solveur, identifier les zones à contraintes élevées ou les nœuds faibles.
- Vérification et optimisation de la structure : en fonction des résultats de l'analyse, ajuster les spécifications des matériaux, renforcer les structures locales (par exemple, ajouter des tirants ou des supports) ou optimiser les modes de connexion pour améliorer les performances.
- Amélioration de l'efficacité : la simplification du modèle et un maillage raisonnable (par exemple, ajuster la densité en fonction des besoins de l'analyse) peuvent améliorer considérablement l'efficacité du calcul et réduire les délais de conception.

Exemples d'applications pratiques

- Rayonnages hauts : simuler les charges à haute hauteur pour garantir la stabilité de la structure.
- Rayonnages dans les zones sismiques : utiliser la méthode du spectre de réponse pour analyser les performances parasismiques et vérifier les mesures d'amélioration.
- Rayonnages d'entrepôts automatisés : effectuer une analyse tridimensionnelle à l'aide de logiciels tels qu'ANSYS pour optimiser la structure et réduire le gaspillage de matériaux.

Conclusion

L'analyse par éléments finis permet de simuler avec précision le comportement mécanique des rayonnages, aidant les concepteurs à vérifier leurs solutions dans un environnement virtuel, à réduire les coûts des tests physiques, tout en améliorant la fiabilité et la rentabilité de la structure. Sa valeur principale réside dans l'équilibre entre sécurité et utilisation des matériaux, ce qui est particulièrement indispensable dans des conditions de travail complexes (telles que les séismes et le stockage à haute densité).