Behaviour of a double layer tensegrity grid under static loading: identification of self-stress level

International audienceThe determination of the state of internal stress is important to define the rigidity of a tensegrity structure and its stability. Severalmethods can be used; some are based on direct measurements of the forces in the elements, but are not easily transferable to a real structure.The authors opt for indirect measurement techniques, which seem more appropriate for implementation on-site. One can consider thevibratory anal-ysis of the elements, the vibratory analysis of the whole structure, or the analysis of the structure’s behavior under staticloading. Here, the node displacement fields of a tensegrity structure in different states of self-stress under several strategies of static loadingsis studied by comparing the measurement obtained by a tachometer with simulations. The aim of this work is to show the feasibility of adisplacement field to identify the state of self-stress by this analysis. It is shown that under certain conditions, plans can be made to replacethe direct measurement of the forces by indirect analysis

Caractéristiques dynamiques d'une structure de tenségrité en fonction de son niveau d'autocontrainte

Les structures de tenségrité sont des structures spatiales légères constituées de barres comprimées et de câbles tendus en état d'autocontrainte. L'autocontrainte assure la rigidité de la structure et sa stabilité. L'étude présente l'influence du niveau d'autocontrainte imposé au sein de la structure sur son comportement dynamique. Cette étude comporte une partie expérimentale sur une grille de tenségrité associée à la simulation numérique pour corréler la modélisation et les essais

Impact couplé des essais de fluage et des conditions climatiques sur des poutres entaillées de Pseudotsuga Menziesii et Abies Alba Mil

L'un des objectifs principaux du Projet français CLIMBOIS JCJC ANR N° ANR-13-JS09-0003-01, est de connaitre l'impact des variations climatiques sur le comportement mécanique des structures en bois. Pour atteindre cet objectif, un protocole expérimental a été mis en place. Il consiste à prendre en compte l'impact couplé des variations climatiques, du chargement différé (fluage) et de la variabilité spatiale des défauts initiaux (orientation des cernes, disposition des n?uds, gerces, ...) sur des poutres entaillées de Pseudotsuga Menziesii et Abies Alba Mil. Au préalable, les poutres entaillées testées, tout au long du projet, sont dimensionnées selon la norme Européenne EUROCODE 5. Puis elles sont chargées en fluage extérieur, en flexion 4 points. Les dispositions des entailles sont faites de telle sorte que, juste après le chargement, il y ait apparition des fissures au droit des entailles. L'apparition de ces fissures entraine un suivi quotidien et régulier de leur propagation (longueur, ouverture) en fonction des paramètres climatiques (température T, humidité relative HR), jusqu'à la rupture de la poutre. Le dépouillement des données issues des premiers essais montre un impact certain des variations climatiques (T, HR) sur la propagation (longueur et ouverture) de la fissure et à fortiori sur la durabilité des structures en bois. Ceux en cours consistent à prendre en considération l'effet du fluage couplé aux variations climatiques et à la disposition spatiale des défauts initiaux sur la durabilité de la structure. Les résultats expérimentaux issus de ces essais, permettrons de caler un modèle numérique sur le logiciel CAST3M prenant en compte le caractère mécanosorptif du bois en climat ambiant et les paramètres (intensité du chargement, défauts initiaux du bois,...) précédemment énumérés. Remerciements: Les auteurs voudraient par cette occasion remercier l'Agence Nationale de la Recherche (ANR) Française pour le support financier apporté tout au long du projet CLIMBOIS ANR-13-JS09-0003-01 ainsi que le label du pôle Français ViaMéca

Le petit Nicolas en stage de tenségrité

National audienc

Etat d'autocontrainte des grilles de tenségrité. Vers l'identification sous sollicitation naturelle

Tensegrity systems are lightweight reticulate space structures. A selfstress state is necessary to their stability and rigidity and has to be controlled in service. We present in this work experimental and numerical studies which has shed light on a number of hitherto unexplored points concerning the identification of the selfstress state. We have thereby increased our understanding of the functioning of the Tensarch® project tensegrity grid, including the control under natural loading. The aim of these studies is to exploit tensegrity systems in civil engineering.Les recherches sur les systèmes de tenségrité, classe à part parmi les structures spatiales, systèmes réticulés à contraintes initiales, structures légères et visuellement transparentes, connaissent un essor important. L'un des derniers verrous à briser pour qu'ils soient développés sur le plan industriel réside dans le contrôle opérationnel de l'autocontrainte, qui assure la stabilité et la rigidité, afin de maintenir un état fonctionnel optimal sous sollicitations extérieures. On présente dans ce travail des études expérimentales et numériques qui explorent cette voie. La mise au point de nouveaux moyens de mesures dédiés permet de vérifier certaines hypothèses sur le comportement mécanique réel et d'améliorer la modélisation d'une grille de tenségrité. Ils apportent des réponses sur la problématique de l'identification en place de l'état d'autocontrainte. Numériquement, on approfondit la possibilité d'élaboration de méthodes d'identification transposables au cas complexe de structures en place. Des méthodes de type Levenberg-Marquardt et décrément aléatoire sont ainsi testées sur des grilles de tenségrité. A terme, l'objectif est le contrôle en place sous excitation naturelle et le diagnostic de ruine des systèmes de tenségrité

Using of tensegrity grid dynamic behavior to identify its self-stress level

International audienceThe structures of tensegrity are light structures of which stability is conditioned in a state of prestressing called self-stress. Work presented relates to a structure with double layer which is instrumented with gauges of deformation to determine the forces in the bars. The aim of work is to find the forces in the elements by indirect measurement for further in-situ applications when the bars instrumentations will be impossible. Here, we explore the possibility of using the measurement of the fields of acceleration of the nodes of a structure of tensegrity under dynamic loading in order to identify the self-stress state. We show the effect of the self-stress level on the modes of vibration of the structure to determine the correlation between the precision of this identification and the influence of the mode concerned. The results confirm the complex relation which exists between the Eigen-modes and the identification of self-stress state. The identification is generally more powerful for the first global modes which are impacted by all self-stress states than for the local modes which are often dependent only of one self-stress state

Corrélation entre les modes propres et l'identification de l'état de contrainte d'une structure de tenségrité.

International audienceLes structures de tenségrité sont des structures en équilibre grâce à un état de contrainte initiale. Cet état de contrainte est la composition d'états élémentaires d'autocontrainte qui forment une base. Afin d'identifier l'état de contrainte de la structure on utilise une méthode non destructive basée sur l'analyse vibratoire de la structure. La structure est soumise à une excitation sinusoïdale pour une fréquence donnée. Il apparaît que certaines fréquences permettent une meilleure identification que d'autres. Cette étude tente d'établir une relation entre mode propre, état d'autocontrainte et efficacité de l'identification. L'article s'appuie sur une structure de tenségrité à double nappe possédant six états d'autocontrainte élémentaires. Les simulations numériques montrent l'utilité de la démarche pour l'identification de cette structure