Méthode multi-échelle pour la modélisation du flambage des tôles minces sous contraintes résiduelles - Application au laminage

National audienceDans le laminage à froid, l'apparition d'une distribution hétérogène de contraintes résiduelles peut engendrer le flambage de la tôle laminée, entraînant un " défaut de planéité ". L'objectif est de définir un modèle macroscopique simple décrivant les modes et amplitudes de flambage d'une tôle sous l'effet des contraintes résiduelles issues du laminage. Le présent article présente une nouvelle méthode bi-échelle [1,2] comme une alternative du modèle de flambage développé dans [10-13]. Elle utilise un développement en séries de Fourier, pour résoudre les équations de Von Karman (flambage des tôles minces). Couplé avec le modèle de laminage Lam3/Tec3, cette technique a le potentiel de détecter la charge critique et le mode de flambage, puis de décrire l'état post-flambé de la tôle (amplitude des défauts, redistribution des contraintes)

Effet de l’endommagement transverse sur la résistance en compression sens fibre d’un composite carbone/époxy

National audienceL'étude expérimentale proposée analyse l'influence de l'endommagement transverse sur la résistance en compression sens fibre pour des composites tissés carbone/époxy. Afin d'explorer plusieurs méthodes expérimentales, l'étude porte d'abord sur des essais de flexion pure où le comportement dans la zone comprimée est exploré pour des éprouvettes saines. Ensuite un essai de compression pure sur des tubes préalablement endommagés en torsion est proposée. Les essais sont suivis par corrélation d'image afin de déterminer les effets de structure nuisant à la caractérisation du matériau. On montrera finalement que l'endommagement transverse influence la tenue mécanique en compression

Applications de la dynamique explicite à l’ENSICA : atterrissage et amerrissage des spationefs et problèmes d’absorption d’énergie

L’absorption dynamique d’énergie au sein des structures minces a donné lieu à plusieurs développements liés aux matériaux et à leurs comportements spécifiques au sein des structures aérospatiales. La problématique du flambage dynamique en cisaillement a permis, dans une première phase, de réaliser des essais et modèles à petite échelle, fortement dynamiques et non-linéaires. Ils ont été appliqués à la qualification à l’atterrissage des équipements de véhicules spatiaux, à l’aide d’essais en similitude et de simulations explicites. Au cours d’une deuxième phase, les matériaux expansés écrasables ont fait l’objet d’essais destructifs dans le cadre de la conception des interfaces véhicule-astronaute assurant la sécurité au choc. Enfin, au cours de la troisième phase, certains matériaux structuraux (alliages légers et carbone-epoxy), polymères ou fibres textiles sont testés dynamiquement en flexion sous vide et en cisaillement pour extraire leurs amortissements dynamiques intrinsèques. Ces phénomènes et modélisations sont porteurs d’applications industrielles liées à la sécurité, mais aussi de démonstrations et d’illustrations pédagogiques riches et variées

Modélisation de structures multi-rubans pour applications spatiales

National audienceOn s'intéresse à la modélisation de structures multi-rubans déployables. Partant d'un modèle 1D spécifique, on établit un outil métier capable de modéliser un mètre ruban seul afin d'effectuer une analyse des réponses possibles pour un jeu de conditions limites imposé. Cet outil sera par la suite étendu à la modélisation de structures multi-rubans, pour conduire une étude comparative de diverses solutions de déploiement envisagées

Etude de l'impact sur pale d'hélicoptère

Le présent article propose une étude de l’endommagement de structures similaires à des tronçons de pales d’hélicoptère soumises à un impact. Il s’agit de structures composites complexes, fabriquées au laboratoire, et impactées par un projectile de 125 g à des vitesses d’impact de 130 m/s. Les essais sont analysés grâce à une acquisition des déformations au cours de l’essai et à une expertise post-mortem de l’éprouvette. Cela a permis de mettre en évidence les différents mécanismes d'endommagement de l'éprouvette. Un travail de modélisation est aussi présenté. Différentes stratégies de modélisation sous éléments finis, à l’échelle macroscopique, permettent ainsi de modéliser ces phénomènes avec des densités de maillage qui ne sont pas pénalisantes lors d'un calcul sur une structure réelle

Formulation d’éléments finis quadratiques de type solide-coque et leur évaluation sur des cas tests standards

Dans cet article, la formulation de deux éléments finis de type coque volumique sera présentée. Il s’agit d’un hexaèdre à vingt nœuds et d’un prisme à quinze nœuds obtenus à partir d’une approche purement tridimensionnelle. Ce concept solide-coque procure de nombreux avantages par rapport aux éléments finis traditionnels solides ou coques, puisqu’il consiste à combiner en une seule formulation certaines bonnes caractéristiques des coques avec quelques bonnes propriétés des solides. A noter que les éléments coques volumiques ainsi obtenus possèdent une direction privilégiée, le long de laquelle les points d’intégration sont disposés, et une intégration réduite dans le plan de l’élément est adoptée pour réduire un certain nombre de verrouillages et pour augmenter l’efficacité de calcul de ces éléments. Au travers de cas tests représentatifs, les performances de ces éléments sont montrées.Contrat EDF R&

Méthode Asymptotique Numérique adaptative pour la dynamique transitoire non-linéaire

National audienceCet article décrit le couplage de la Méthode Asymptotique Numérique (MAN) avec un schéma d’intégration temporelle permettant la dissipation numérique des hautes fréquences tout en conservant les moments linéaires et angulaires. Différentes stratégies sont présentées afin d’optimiser l’efficacité de la méthode proposée, dont l’adaptation de l’ordre des séries de la MAN à chaque pas de temps. L’algorithme obtenu est appliqué à des structures minces fortement non linéaires discrétisées par éléments finis

Essai et simulation du comportement d'une structure sandwich entaillée jusqu'à rupture

International audienceUn nouvel essai sur une éprouvette sandwich entaillée de grande dimension et soumise à un chargement statique de flexion/torsion est proposé. L'éprouvette entaillée, constitué de plis tissés en verre/époxy et de mousse, ressemble à une pièce représentative d’une structure aéronautique présentant une fissure. L'objectif de l'essai est de générer l'initiation et la propagation stable d'une fissure au bord de l'entaille dans le cas d'un chargement complexe caractéristique d'une structure réelle. Cet essai est suivi par un système de corrélation d'image numérique 3D. Le résultat de l'essai est utilisé pour démontrer la validité d'un modèle basé sur la mécanique de l'endommagement et un critère non local. La très bonne corrélation entre la simulation et l'expérience au niveau des champs et de l'effort à rupture montre l’efficience de la méthode proposée