Eléments finis isoparamétriques tridimensionnels pour l'étude des structures minces

L'objectif de ce travail est la mise en place de modèles éléments finis de type volumique capables de modéliser efficacement des structures minces telles que des arcs plans ou des coques. Nous avons ainsi analysé spécifiquement les modes de pollution des blocages en cisaillement transcerse, en contraintes planes et en courbure, et quand cela était possible, nous avons proposé une méthode de réduction du blocage. Pour l'analyse des structures planes, nous avons développé des modèles quadrangles à 4 noeuds avec 2 degrés de liberté de déplacement par noeud et une loi matériau bidimensionnelle classique. On a ainsi mis en place deux modèles, les éléments Q4ctcp et Q4arc qui sont respectivement dédiés à la modélisation des structures minces bidimensionnelles et des arcs courbes très minces. Les versions non linéaires de ces éléments permettent la modélisation des grands déplacements et des grandes rotations et cela sans avoir à introduire le formalisme associé aux grandes rotations (degrés de liberté de rotation, matrice des grandes rotations...). Pour l'analyse des structures volumiques et des coques, nous avons développé des modèles hexaédriques à 8 noeuds avec 3 degrés de liberté de déplacement par noeud et une loi matériau tridimensionnelle complète. Les modèles H8ctcp et H8coque ont ainsi été développés. Ils ont la même efficacité que le modèle de coque épaisse Q4phi24. Comme dans le cas bidimensionnel, les versions non linéaires de ces éléments permettent l'analyse des coques en grands déplacements et en grandes rotations sans avoir à introduire l'algèbre des grandes rotations.ROUEN-INSA Madrillet (765752301) / SudocSudocFranceF

Simulation numérique du clapage en mer. Etude du champ proche (Chute et transport sur le fond)

La modélisation des rejets de dragage par clapage de type 100% sable ou sablo vaseux avec ou sans courant ambiant est effectuée selon deux approches différentes. L'approche bi phasique permet de décrire les caractéristiques propres de chaque phase du mélange, en résolvant les équations de l'hydrodynamique sédimentaire pour le fluide et les sédiments. Cette approche prend en considération les interactions fluide/sédiments et décrit rigoureusement l'évolution du rejet dans la colonne d'eau. L'approche bi espèce considère le mélange comme une entité globale et permet de déterminer non plus l'évolution moyenne de chaque phase mais l'évolution moyenne du mélange en tant que tel. Le modèle bi espèce est un dérivé moyenné du modèle bi phasique ; chaque partie du mélange étant exprimée par rapport à leur masse relative, les caractéristiques de l'écoulement sont étudiées selon une moyenne massique. Cette approche permet d'observer l'évolution globale du rejet au cours du clapage.ln this report, we present the modelisation of dredged material dumped into sea based on two different approaches. The two-phase flow approach describes the characteristic of each phase of the mixture, with the resolution of sedimentary hydrodynamics equations for the fluid phase (the water) and for the solid phase (the sediments), in order to follow the evolution of the dumping. This point of view takes in account the fluid/sediment's interactions and describes rigorously the dumping motion in the column ofwater. The bispecies approach considers the mixture globally and describes the motion for the global mixture. The bispecies model is an average by-product of the two-phase flow model. And the motion is related to a "mass average". This approach predicts an averaged evolution of the dumping into sea. We study here the mixtures of 100% sand or sand/ clay with or withoutcurrent.COMPIEGNE-BU (601592101) / SudocSudocFranceF

APPROCHE DES MATRICES DE RIGIDITE DYNAMIQUE EXACTES POUR L'ANALYSE DES STRUCTURES

CETTE THESE PRESENTE LA METHODE DES MATRICES DE RIGIDITE DYNAMIQUE EXACTES (MRD) POUR LA PREVISION DES CARACTERISTIQUES VIBRATOIRES DES STRUCTURES ELASTIQUES. LA FORMULATION EST BASEE SUR LA SOLUTION EXACTE DES EQUATIONS D'EQUILIBRE DU MOUVEMENT DE LA STRUCTURE, CONDUISANT A UN PROBLEME AUX VALEURS PROPRES NON LINEAIRE EN FREQUENCE DE VIBRATIONS. POUR L'EVALUATION DE LA MATRICE DE RIGIDITE DYNAMIQUE DES DIFFERENTS ELEMENTS COMPOSANT LES SYSTEMES UNIDIMENSIONNELS, NOUS UTILISONS DIFFERENTES APPROCHES QUI PEUVENT ETRE APPLIQUEES POUR TOUTES LES STRUCTURES UNIDIMENSIONNELS DANS LEUR COMPORTEMENT STATIQUE OU DYNAMIQUE : _ L'ECRITURE VARIATIONNNELLE OU FAIBLE ASSOCIEES AUX EQUATIONS D'EQUILIBRE _ LA FORMULATION EN FONCTION DE TRANSFERT _ LA FORMULATION NUMERIQUE GENERALE DITE EXPONENTIELLE QUI EST BASEE SUR LA RESOLUTION D'UN SYSTEME DE RELATIONS DIFFERENTIELLES DE PREMIER ORDRE POUR DETERMINER LES SOLUTIONS DU PROBLEME NON LINEAIRE DE VALEURS PROPRES, NOUS AVONS UTILISE DEUX CATEGORIE DE METHODES DE RESOLUTION QUI S'APPUIENT PRINCIPALEMENT SUR L'ALGORITHME DE WILLIAMS & WITTRICK. CE DERNIER PERMET D'IDENTIFIER DES INTERVALLES DE RECHERCHE NE CONTENANT QU'UNE SEULE FREQUENCE PROPRE. LA PREMIERE CATEGORIE DE METHODES DE CALCUL CONSISTE A COMBINER LES METHODES BASEES SUR LE CALCUL DU DETERMINANT DE LA MATRICE DE RIGIDITE DYNAMIQUE ET PERMETTANT LE CALCUL DES FREQUENCES, AVEC UNE METHODE DE DETERMINATION DES MODES PROPRES ASSOCIES. LA SECONDE CONSISTE A LINEARISER LE PROBLEME DE VALEURS PROPRES EN UTILISANT LA METHODE DE NEWTON-RAPHSON ET ENSUITE A APPLIQUER L'ITERATION INVERSE POUR DETERMINER SIMULTANEMENT LES CARACTERISTIQUES PROPRES DU PROBLEME LINEARISE. POUR LA RESOLUTION DES PROBLEMES BIDIMENSIONNELS, L'UTILISATION DE L'APPROCHE DES MATRICES DE RIGIDITE DYNAMIQUE EXACTES EST LIMITEE AU CAS OU LES CONDITIONS AUX LIMITES POSSEDENT DEUX BORDS SIMPLEMENT APPUYES. LE PROBLEME BIDIMENSIONNEL SE RAMENE DONC A UN PROBLEME UNIDIMENSIONNEL ET L'ALGORITHME DE LOCALISATION DES FREQUENCES PROPRES, DEVELOPPE POUR LE CAS UNIDIMENSIONNEL, EST ALORS UTILISE. DANS NOTRE TRAVAIL DE THESE, NOUS AVONS DEVELOPPE UNE METHODE EFFICACE QUI CONSISTE A UTILISER LE MODELE DE RIGIDITE DYNAMIQUE AVEC DES FONCTIONS D'INTERPOLATION, SOLUTIONS DES EQUATIONS D'EQUILIBRE, ET A RESOUDRE LE PROBLEME AUX VALEURS PROPRES EN UTILISANT LA METHODE DE NEWTON-RAPHSON AVEC L'ITERATION INVERSE. CERTES, POUR LES PREMIERS MODES, ON OBTIENT DES VALEURS QUI SONT PROCHES DE CELLES OBTENUES AVEC LE MODELE ELEMENT FINI CLASSIQUE MAIS POUR LES MODES ELEVES, LES RESULTATS SONT MEILLEURS. LE MODELE BIDIMENSIONNEL DEVELOPPE EST UNE MEMBRANE DE FORME RECTANGULAIRE ET QUADRILATERE. DE NOMBREUX PROBLEMES ONT TRAITES AVEC LE MODELE DE RIGIDITE DYNAMIQUE EXACT AFIN DE METTRE EN EVIDENCE LA PERFORMANCE DU MODELE ET LES GAINS SUR LES FACTEURS TEMPS DE CALCUL ET MAILLAGE QUI SONT IMPORTANTS. POUR DES DOMAINES BIDIMENSIONNELS, LES RESULTATS SONT LEGEREMENT MOINS FIDELES MAIS ENCORE DE MEILLEUR QUALITE QUE CEUX OBTENUS PAR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS CLASSIQUE.ROUEN-BU Sciences (764512102) / SudocROUEN-BU Sciences Madrillet (765752101) / SudocROUEN-INSA Madrillet (765752301) / SudocSudocFranceF

Modèle numérique de couplage fluide-structure avec application aux moteurs fusée

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Sertissage de contacts électriques aéronautiques: modélisation, corrélation et étude paramétrique

International audienceThe crimping technology process ensure the electrical and the mechanical link between the wire and the contact. New small sections aluminum cables poses new problems. This nonlinear problem involves large elasto-plastic strains and multiple contact conditions with friction. The numerical simulation of the crimpings is useful to understand mechanical phenomenons in the process. Explicit dynamic finite element analysis with ABAQUS produce results of 2 and 3D simulation, correlated to the experimental result. This enabled a parametric study. In addition, analytical and numerical study of a simplified model highlights important materials parameters on the spring back effect.Le procédé de sertissage permet d'assurer la liaison électrique et mécanique entre un câble et un contact. Les câbles en aluminium de sections réduites pose de nouveaux problèmes. Le sertissage est un phénomène non-linéaire impliquant de grandes déformations élasto-plastiques et des conditions de contact multiples avec frottement. Sa modélisation numérique permet de comprendre les raisons des difficultés rencontrées, notamment grâce à la simulation du retour élastique. L'étude présente des simulations 2D et 3D réalisées avec la méthode des éléments finis en dynamique explicite avec ABAQUS. Ces résultats sont corrélés aux résultats expérimentaux, ce qui permet de mener une étude paramétrique. En particulier, nous mettons en évidence l'importance des paramètres matériaux sur le retour élastique par une étude analytique et numérique avec un modèle simplifié

Numerical Study of the Aeroelastic Stability of an Overexpanded Rocket Nozzle

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Modélisation des écoulements turbulents à faibles Reynolds par la méthode des éléments finis

ROUEN-INSA Madrillet (765752301) / SudocSudocFranceF

Modèle numérique de clapage

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Advanced Numerical Simulation Of The Crimping Process Of Electric Connectors

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Advanced Numerical Simulation Of The Crimping Process Of Electric Connectors

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