Modélisations COQUE_C_PLAN, COQUE_D_PLAN

Modélisations COQUE_C_PLAN, COQUE_D_PLAN
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Titre : Modélisations COQUE_C_PLAN, COQUE_D_PLAN, COQUE_AX[...] Date : 31/01/2011 Page : 1/4
Responsable : Xavier DESROCHES
Clé : U3.12.02
Révision : 5361
Modélisations COQUE_C_PLAN, COQUE_D_PLAN,
COQUE_AXIS
Résumé :
Ce document décrit pour les modélisations COQUE_C_PLAN, COQUE_D_PLAN, COQUE_AXIS :
les degrés de liberté portés par les éléments finis qui supportent la modélisation,
les mailles supports afférentes,
les chargements supportés,
les possibilités non linéaires,
les cas-tests mettant en œuvre les modélisations.
Les trois modélisations thermo-élasto-plastiques COQUE_C_PLAN, COQUE_D_PLAN, COQUE_AXIS
correspondent à une formulation issue des modèles 3D avec une cinématique de coque [R3.07.02].
Elles sont utilisables pour modéliser des structures à surface moyenne de géométrie particulière :
coques à symétrie de révolution autour de l’axe OY ,
coques cylindriques à section quelconque invariantes le long de l’axe
OZ .
Les calculs thermomécaniques sont chaînés à partir des éléments finis de coques thermiques (voir [U3.22.01]).
Manuel d'utilisation
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Fascicule u3.12 :
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Titre : Modélisations COQUE_C_PLAN, COQUE_D_PLAN, COQUE_AX[...] Date : 31/01/2011 Page : 2/4
Responsable : Xavier DESROCHES
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1
Discrétisation
1.1
Degrés de libertés
Pour les trois modélisations de coque les degrés de liberté de discrétisation sont, en chaque nœud de
la maille support, les trois composantes de déplacement (deux translations et une rotation). Les
nœuds sont supposés appartenir à la surface moyenne de la coque.
Elément fini
METCSE3
METDSE3
MECXSE3
1.2
Degrés de liberté (à chaque nœud sommet)
DX
DX
DX
DY
DY
DY
DRZ
DRZ
DRZ
Maille support des matrices de rigidité
Les mailles support des éléments finis, en formulation déplacement, sont des segments à trois
nœuds :
1.3
Modélisation
Maille
Elément fini
COQUE_C_PLAN
COQUE_D_PLAN
COQUE_AXIS
SEG3
SEG3
SEG3
METCSE3
METDSE3
MECXSE3
Remarques
Maille support des chargements
Tous les chargements applicables sur la surface moyenne des éléments de coque sont traités par
discrétisation directe sur la maille support de l'élément en formulation déplacement.
Aucune maille support de chargement n'est donc nécessaire pour les faces des éléments de coques.
Pour les déplacements imposés les mailles support sont des mailles réduites à un point.
Pour la modélisation COQUE_C_PLAN, la largeur de la coque (dans la direction Z ) est par convention
égale à l’unité. Si on doit modéliser une largeur différente de l’unité, il convient de la prendre en
compte en modifiant par exemple le chargement.
2
Affectation des caractéristiques
Pour ces éléments de structures 2D, il est nécessaire d'affecter des caractéristiques géométriques qui
sont complémentaires aux données de maillage. La définition de ces données est effectuée avec la
commande AFFE_CARA_ELEM associé au mot clé facteur suivant :
COQUE
Permet de définir et d'affecter sur les mailles, l'épaisseur, le coefficient de cisaillement,
l'excentrement, ...
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3
Chargements supportés
Les chargements disponibles sont les suivants :
'FORCE_COQUE'
Permet d'appliquer des efforts surfaciques.
Modélisations supportées : COQUE_C_PLAN, COQUE_D_PLAN, COQUE_AXIS
'PRES_REP'
Permet d'appliquer une pression à un domaine de milieu continu.
Modélisations supportées : COQUE_C_PLAN, COQUE_D_PLAN, COQUE_AXIS
'ROTATION'
Permet de définir la vitesse de rotation et le vecteur de rotation.
Modélisations supportées : COQUE_C_PLAN, COQUE_D_PLAN, COQUE_AXIS
'PESANTEUR'
Permet d'appliquer un chargement de type pesanteur.
Modélisations supportées : COQUE_C_PLAN, COQUE_D_PLAN, COQUE_AXIS
L'application d'un chargement de dilatation thermique est effectué en définissant le mot clé
facteur AFFE_VARC sous AFFE_MATERIAU [U4.43.03].
4
Possibilités non-linéaires
4.1
Loi de comportements
Les lois de comportements spécifiques à ces modélisations, utilisables sous COMP_INCR dans
STAT_NON_LINE et DYNA_NON_LINE sont les relations de comportement en contraintes planes
disponibles avec les modélisations 'AXIS' et 'C_PLAN'. Ces relations sont à utiliser avec le mot clé
ALGO_C_PLAN ='DEBORST'’ (Cf. [U4.51.11]).
4.2
Déformations
Seules les déformations linéarisées mot-clé 'PETIT' sous DEFORMATION sont disponibles dans les
relations de comportement (Cf. [U4.51.11]).
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5
Exemples de mise en œuvre : cas-tests
COQUE_D_PLAN
• Statique linéaire
SSLS114K [V3.03.114] : Analyse quasi-statique d’un quart de virole cylindrique soumise à
une pression.
• Statique non-linéaire
SSNV115F [V6.04.115] : Analyse quasi-statique non-linéaire élasto-plastique d'une tôle
ondulée avec une loi de comportement avec critère de Von Misès à écrouissage linéaire,
soumises a des efforts de membrane et de flexion.
• Dynamique linéaire
SDLS501B [V2.03.501] : Recherche des fréquences propres et des modes associés d'une
tôle ondulée en libre-libre.
COQUE_C_PLAN
• Statique linéaire
SSLS114J [V3.03.114] : Analyse quasi-statique d’un quart de virole cylindrique soumise à
une pression.
• Statique non-linéaire
SSNL501A [V6.02.501] : Analyse d'une poutre, constituée d'un matériau élastique
parfaitement plastique, encastrée aux deux extrémités et soumise à une pression uniforme.
• Dynamique linéaire
SDLL02C [V2.02.002] : Recherche des fréquences de vibration et des modes associés d'une
poutre élancée, encastrée-libre repliée sur elle-même.
COQUE_AXIS
• Statique linéaire
SSLS114I [V3.03.114] : Analyse quasi-statique d’un quart de virole cylindrique soumise à une
pression.
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