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    Simulation d'un impact localisé sur un ouvrage en béton armé par une approche couplée continue/discontinue

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    La simulation des structures par Ă©lĂ©ments discrets est bien adaptĂ©e aux problĂšmes dynamiques mettant en jeu de la fragmentation mais elle est difficile Ă  mettre en Ɠuvre sur des structures de grande taille. CouplĂ©es Ă  une mĂ©thode aux Ă©lĂ©ments finis, cette mĂ©thode devient performante pour simuler des ouvrages en bĂ©ton armĂ© soumis Ă  des impacts autant Ă  l'Ă©chelle locale de l'impact qu'au niveau global de la structure. Les mĂ©thodes de couplage proposĂ©es permettent de supprimer les rĂ©flexions d'onde dues aux variations de taille de la discrĂ©tisation. Le caractĂšre prĂ©dictif du modĂšle est obtenu par une dĂ©marche d'identification des paramĂštres du modĂšle discret. La mĂ©thode couplĂ©e est utilisĂ©e en 3D sur l'impact rocheux d'une dalle en bĂ©ton

    Adaptation de la méthode des éléments discrets à l'échelle de l'ouvrage en béton armé : une approche couplée éléments discrets/éléments finis

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    The general framework of that study deals with prediction of reinforced concrete structure response under severe dynamic loads such as impacts due to natural hazards or human factors. A reliable and efficient design of structures under such loading needs to take into account local discontinuities due to impact as well as the global response of structure. Locally, the discrete element method (DEM) is used to analyze discontinuous phenomena. The 3D discrete element method has been validated by means of simulations of quasi-static and dynamic tests performed on plain and reinforced concrete structures. This study has developed the identification process of the local parameters to have more reliable calibration parameters. The applications of DEM to large scale structures were limited due to computing costs. The number of elements increase reduces drastically computational efficiency. To improve that point, the region without any assumed damage is modelled by means of the finite element method. This method is applied on the remaining structure to reduce both times of computation and modelling. With this coupled method, different structural responses may be predicted such as the missile penetration, damage of the structure and global displacement or first natural frequencies.The methodology for multi-scale simulation must take into account different potential problems. The variables can be different on the two domains and it is important to understand the relations that relate them. The two scale model might introduce spurious wave reflexions which are attenuated by a relaxation method or a damping method.The starting point of our method uses a bridging sub-domain where the Hamiltonian is taken to be a linear combination of discrete and continuum Hamiltonians. Inside the overlapping domain, we enforce the relations between on one hand the discrete rotations and displacements and on the other hand the continuum displacements by Lagrange multipliers.To validate the coupled approach, the method is applied on concrete slab and reinforced concrete slab under a localized impact.Le cadre gĂ©nĂ©ral de ce travail concerne la prĂ©diction des ouvrages en bĂ©ton armĂ© soumis Ă  des charges dynamiques sĂ©vĂšres de type impact. Le dimensionnement de ces structures sous de telles conditions doit ĂȘtre capable de modĂ©liser de maniĂšre fiable et efficace le comportement discontinu local ainsi que la rĂ©ponse globale de l'ouvrage. Localement, la mĂ©thode des Ă©lĂ©ments discrets est utilisĂ©e pour reprĂ©senter correctement les phĂ©nomĂšnes discontinus. Cette mĂ©thode a Ă©tĂ© validĂ©e sur des essais quasi-statiques et dynamiques rĂ©alisĂ©s sur des structures de bĂ©ton et de bĂ©ton armĂ©. Ce travail s'attache en particulier Ă  dĂ©velopper le processus d'identification des paramĂštres locaux du modĂšle discret afin de le rendre plus prĂ©dictif. L'application de la mĂ©thode des Ă©lĂ©ments discrets sur des structures de grandes dimensions est limitĂ©e par le nombre d'Ă©lĂ©ments discrets nĂ©cessaire qui les rendent trĂšs peu efficaces. Pour garder la qualitĂ© de prĂ©diction local et rendre cette mĂ©thode adaptĂ©e Ă  l'Ă©chelle d'une structure, elle est couplĂ©e Ă  la mĂ©thode des Ă©lĂ©ments finis dans les parties qui ne sont pas soumises Ă  d'importantes discontinuitĂ©s. Cette approche couplĂ©e permet des gains de temps importants, tant pour la modĂ©lisation que la pour la simulation. La mĂ©thode multi-domaine couplĂ©e ED/EF proposĂ©e utilise une zone de recouvrement sur laquelle les relations de couplage cinĂ©matique sur les dĂ©placements et les rotations sont assurĂ©es par multiplicateurs de Lagrange. L'Ă©nergie totale du modĂšle couplĂ© est partagĂ©e par une combinaison linĂ©aire des Ă©nergies de la partie discrĂšte et de la partie continue. Les rĂ©flexions d'ondes parasites liĂ©es Ă  la diffĂ©rence de taille de discrĂ©tisation entre les deux approches sont attĂ©nuĂ©es par une mĂ©thode de relaxation. La validation de la mĂ©thode couplĂ©e porte sur des simulations d'impact sur des dalles en bĂ©ton et en bĂ©ton armĂ©

    Adaptation de la méthode des éléments discrets à l'échelle de l'ouvrage en béton armé : une approche couplée éléments discrets/éléments finis

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    Le cadre gĂ©nĂ©ral de ce travail concerne la prĂ©diction des ouvrages en bĂ©ton armĂ© soumis Ă  des charges dynamiques sĂ©vĂšres de type impact. Le dimensionnement de ces structures sous de telles conditions doit ĂȘtre capable de modĂ©liser de maniĂšre fiable et efficace le comportement discontinu local ainsi que la rĂ©ponse globale de l'ouvrage. Localement, la mĂ©thode des Ă©lĂ©ments discrets est utilisĂ©e pour reprĂ©senter correctement les phĂ©nomĂšnes discontinus. Cette mĂ©thode a Ă©tĂ© validĂ©e sur des essais quasi-statiques et dynamiques rĂ©alisĂ©s sur des structures de bĂ©ton et de bĂ©ton armĂ©. Ce travail s'attache en particulier Ă  dĂ©velopper le processus d'identification des paramĂštres locaux du modĂšle discret afin de le rendre plus prĂ©dictif. L'application de la mĂ©thode des Ă©lĂ©ments discrets sur des structures de grandes dimensions est limitĂ©e par le nombre d'Ă©lĂ©ments discrets nĂ©cessaire qui les rendent trĂšs peu efficaces. Pour garder la qualitĂ© de prĂ©diction local et rendre cette mĂ©thode adaptĂ©e Ă  l'Ă©chelle d'une structure, elle est couplĂ©e Ă  la mĂ©thode des Ă©lĂ©ments finis dans les parties qui ne sont pas soumises Ă  d'importantes discontinuitĂ©s. Cette approche couplĂ©e permet des gains de temps importants, tant pour la modĂ©lisation que la pour la simulation. La mĂ©thode multi-domaine couplĂ©e ED/EF proposĂ©e utilise une zone de recouvrement sur laquelle les relations de couplage cinĂ©matique sur les dĂ©placements et les rotations sont assurĂ©es par multiplicateurs de Lagrange. L'Ă©nergie totale du modĂšle couplĂ© est partagĂ©e par une combinaison linĂ©aire des Ă©nergies de la partie discrĂšte et de la partie continue. Les rĂ©flexions d'ondes parasites liĂ©es Ă  la diffĂ©rence de taille de discrĂ©tisation entre les deux approches sont attĂ©nuĂ©es par une mĂ©thode de relaxation. La validation de la mĂ©thode couplĂ©e porte sur des simulations d'impact sur des dalles en bĂ©ton et en bĂ©ton armĂ©.The general framework of that study deals with prediction of reinforced concrete structure response under severe dynamic loads such as impacts due to natural hazards or human factors. A reliable and efficient design of structures under such loading needs to take into account local discontinuities due to impact as well as the global response of structure. Locally, the discrete element method (DEM) is used to analyze discontinuous phenomena. The 3D discrete element method has been validated by means of simulations of quasi-static and dynamic tests performed on plain and reinforced concrete structures. This study has developed the identification process of the local parameters to have more reliable calibration parameters. The applications of DEM to large scale structures were limited due to computing costs. The number of elements increase reduces drastically computational efficiency. To improve that point, the region without any assumed damage is modelled by means of the finite element method. This method is applied on the remaining structure to reduce both times of computation and modelling. With this coupled method, different structural responses may be predicted such as the missile penetration, damage of the structure and global displacement or first natural frequencies.The methodology for multi-scale simulation must take into account different potential problems. The variables can be different on the two domains and it is important to understand the relations that relate them. The two scale model might introduce spurious wave reflexions which are attenuated by a relaxation method or a damping method.The starting point of our method uses a bridging sub-domain where the Hamiltonian is taken to be a linear combination of discrete and continuum Hamiltonians. Inside the overlapping domain, we enforce the relations between on one hand the discrete rotations and displacements and on the other hand the continuum displacements by Lagrange multipliers. To validate the coupled approach, the method is applied on concrete slab and reinforced concrete slab under a localized impact.GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF

    Approche couplĂ©e Ă©lĂ©ments discrets/finis pour la simulation d’un impact sur ouvrage

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    International audienceThe paper deals with combined finite/discrete element method to study structures under severe dynamic loading, like impact. The discrete element method take naturally into account the non linear phenomena, it is used in the vicinity of the impacted zone. The finite element method is used to reduce the time of computation in order to carry out large structure analyses. The aim of the paper is to discuss the way to reduce non physical wave reflections; it presents an application on a rock impact on a concrete slab.Pour Ă©tudier la rĂ©ponse d’un ouvrage Ă  des sollicitations dynamiques sĂ©vĂšres de type impact, nous utilisons une modĂ©lisation mixte permettant de tirer profit des avantages de la mĂ©thode des Ă©lĂ©ments discrets dans les zones proches de l’impact et susceptibles de s’endommager fortement. Le reste de la structure est modĂ©lisĂ© par la mĂ©thode des elements finis. Cette approche permet de modĂ©liser l’ensemble de l’ouvrage avec une discrĂ©tisation et un coĂ»t de calcul raisonnables et permet Ă©galement de modĂ©liser la multifracturation de la cible et l’éventuelle pĂ©nĂ©tration du projectile. Ce papier discute des moyens d’attĂ©nuer les rĂ©flexions d’ondes parasites dues au changement de taille de la discrĂ©tisation et prĂ©sente une application sur une dalle en bĂ©ton impactĂ©e par un bloc rocheux, application permettant de comparer la rĂ©ponse de la structure lors de la modĂ©lisation mixte avec celle utilisant uniquement des Ă©lĂ©ments discrets

    Simulation d'un impact localisé sur un ouvrage en béton armé par une approche couplée continue/discontinue

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    Colloque avec actes et comitĂ© de lecture. Internationale.International audienceLa simulation des structures par Ă©lĂ©ments discrets est bien adaptĂ©e aux problĂšmes dynamiques mettant en jeu de la fragmentation mais elle est difficile Ă  mettre en Ɠuvre sur des structures de grande taille. CouplĂ©es Ă  une mĂ©thode aux Ă©lĂ©ments finis, cette mĂ©thode devient performante pour simuler des ouvrages en bĂ©ton armĂ© soumis Ă  des impacts autant Ă  l'Ă©chelle locale de l'impact qu'au niveau global de la structure. Les mĂ©thodes de couplage proposĂ©es permettent de supprimer les rĂ©flexions d'onde dues aux variations de taille de la discrĂ©tisation. Le caractĂšre prĂ©dictif du modĂšle est obtenu par une dĂ©marche d'identification des paramĂštres du modĂšle discret. La mĂ©thode couplĂ©e est utilisĂ©e en 3D sur l'impact rocheux d'une dalle en bĂ©ton

    Varia

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