Simulation numérique du comportement thermo-hydro-mécanique des assemblages bois réalisés avec des organes métalliques

Le matériau bois est constitué de polymères sensibles à la température et à l’humidité. L’étude de son comportement thermo-hydro-mécanique est donc indispensable au développement de son usage dans le domaine de la construction. Dans cette étude, le comportement thermo-hydro-mécanique du matériau bois est analysé dans le cadre de la théorie de la mécanique non-linéaire des milieux continus. Une modélisation théorique basée sur la thermodynamique des processus irréversibles est utilisée pour traduire le couplage du comportement mécanique orthotrope avec effet de l’humidité sous l’action de hautes températures. L’intégration locale des équations constitutives est réalisée par un schéma implicite itératif utilisant des corrections plastiques. La validation de la procédure de calcul implémentée dans le code ABAQUS/Explicit est faite sur la simulation des assemblages bois réalisés avec organes métallique

Numerical Analysis of the Cutting Forces in Timber

International audienceThis paper presents an incremental approach based on the theories of continuum damage and anisotropic plasticity to model the forces that develop during timber cutting. The model used is based on the thermodynamics of irreversible processes with state variables and takes into account the coupling among orthotropic elasticity, anisotropic plasticity, and damage. The aim is to contribute to the development of simulation tools needed to optimize industrial cutting processes. Validation of the model, implemented using existing finite-element (FE) software, is carried out by simulating the forces that develop during the cutting of wooden planks and tree trunks of different timber species. It was found that there is good agreement between the predicted and measured cutting forces

Analyse numérique et expérimentale du comportement des éléments de structures en bois renforcés par des tissus composites(CFRP)

Le renforcement des structures en bâtiment, par des matériaux composites à base de fibre de carbone CFRP, est une technique connue de réhabilitation. Dans le cadre de cette étude nous analyserons des structures bois, et plus précisément le confinement des poteaux par un polymère renforcé de fibres de carbone. La présentation d’une approche numérique de modélisation du comportement des cylindres en bois enveloppés et confinés par un tissu CFRP représente l’objectif principal de ce travail. Une méthodologie numérique de prédiction du comportement mécanique de ce composite est mise en place, En particulier, on s’intéresse à l’étude du comportement plastique anisotrope du matériau bois avec effet du renforcement. Les aspects théoriques et numériques du modèle proposé sont détaillés. L’intégration numérique des équations constitutives du modèle utilisant un schéma implicite itératif basé sur la technique des corrections radiale est discutée. La résolution du problème d’équilibre global est assurée par un schéma Dynamique Explicite. L’application est ensuite faite à la simulation des éprouvettes circulaires en bois renforcées par CFRP. Des comparaisons avec les résultats expérimentaux sont réalisées et discutées

FE Analysis of Flexural Behavior of Externally Bonded CFRP Reinforced Timber Beams

International audienc

Simulation Numérique du Renforcement des Poteaux en Bois par la Fibre de Carbone

International audienc

Prévision de l'endommagement ductile. Application à l'emboutissage de tôles minces

International audienceThis work deals with the study of advanced approach for modelling and the simulation in the deep drawing processes in order to optimize their technological parameters with respect to the damage occurrence. This allows to have coupled constitutive equations able to predict when and where micro defects can take place during the sheet deep drawing process. An advanced elastoplastic model based on mixed isotropic-kinematics hardening together with Hill type anisotropic plastic flow is fully coupled with isotropic ductile damage. First the fully coupled constitutive equations are summarized and their numerical aspects are discussed. The local integration procedure using the implicit scheme applied to a reduced number of constitutive equations is described. The global resolution procedure is also described using a dynamic explicit resolution strategy. This procedure has been applied to “optimize” various deep drawing processes with respect to damage occurrence. Finally an application is made to the simulation of the Swift deep drawing. A comparison with experimental results is also presented.Ce travail est dédié à l'approche avancée pour modéliser et simuler un procédé de mise en forme de tôles minces par emboutissage dans l'objectif d'optimiser l'évolution de l'endommagement au cours du formage. La méthode proposée permet de prédire l'instant et l'endroit d'apparition de l'endommagement dans une pièce mécanique avant sa réalisation physique. Une approche locale basée sur le couplage fort entre le comportement élasto-plastique anisotrope à écrouissage mixte (isotrope et cinématique) non-linéaire et un endommagement ductile supposé isotrope est proposée. Les aspects numériques et théoriques des équations constitutives du modèle couplé seront présentés ainsi que la réduction des équations. La résolution globale du système d'équations est réalisée par un schéma dynamique explicite. La procédure est appliquée à la prévision de défauts dans un procédé d'emboutissage de type Swift. En dernier les résultats des simulations sont comparés à ceux de l'expérience

Modelling of Strengthened Steel Connections under Static and Cyclic Loading

The rehabilitation of steel structures with Fibre Reinforced Polymers (FRP’s) may appear less effective because they can be bolted or welded with steel plates that display the same mechanical properties. However, this technique has some unwanted consequences such as additional dead weight and an increased risk of corrosion. The aim of the proposed study, therefore, is to present a technique for modelling steel connections strengthened with FRP’s. Two types of composites: Carbon Fibre Reinforced Polymer (CFRP) and Glass Fibre Reinforced Polymer (GFRP) are considered. They are used to strengthen welded steel connections. The main objective consists in evaluating the effect of the reinforcement on the load-carrying capacity of these connections under monotonic and cyclic loadings. The steel is considered to behave in a linear elastic perfectly plastic fashion with isotropic strain hardening, and the FRP’s are assumed to behave linearly up to failure. The behaviour of the adhesive is modelled with the Cohesive Zone Model (CZM) available in Abaqus. Lastly, a parametric study is carried out to investigate the eventuality of strengthening connections made with I-sections, which are very common in practice

Finite element simulation of nanoindentation tests using a macroscopic computational model

International audienceThe aim of this work was to develop a numerical procedure to simulate nanoindentation tests using a macroscopic computational model. Both theoretical and numerical aspects of the proposed methodology, based on the coupling of isotropic elasticity and anisotropic plasticity described with the quadratic criterion of Hill are presented to model this behaviour. The anisotropic plastic behaviour accounts for the mixed nonlinear hardening (isotropic and kinematic) under large plastic deformation. Nanoindentation tests were simulated to analyse the nonlinear mechanical behaviour of aluminium alloy. The predicted results of the finite element (FE) modelling are in good agreement with the experimental data, thereby confirming the accuracy level of the suggested FE method of analysis. The effects of some technological and mechanical parameters known to have an influence during the nanoindentation tests were also investigated