Modélisations *JOINT, *ELDI et *INTERFACE

Modélisations *JOINT, *ELDI et *INTERFACE
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Code_Aster
Titre : Modélisations *JOINT, *ELDI et *INTERFACE
Responsable : Jérôme LAVERNE
Date : 05/09/2012 Page : 1/5
Clé : U3.13.14
Révision : 9506
Modélisations *_JOINT, *_ELDI, *_INTERFACE
et *_INTERFACE_S
Résumé :
Ce document décrit, pour les modélisations PLAN_JOINT, AXIS_JOINT, 3D_JOINT, PLAN_ELDI,
AXIS_ELDI,
PLAN_INTERFACE,
AXIS_INTERFACE,
3D_INTERFACE,
PLAN_INTERFACE_S,
AXIS_INTERFACE_S et 3D_INTERFACE_S, les points suivants :
les degrés de liberté portés par les éléments finis qui supportent la modélisation,
les mailles supports afférentes,
les possibilités non linéaires,
les cas-tests mettant en œuvre les modélisations.
Les modélisations de type JOINT (Phénomène : MÉCANIQUE) correspondent à des éléments finis de joint. Ils
sont basés sur une formulation par pénalisation, et permettent de modéliser l'ouverture d'une fissure. Leurs
supports géométriques sont des éléments finis dégénérés, dont les nœuds sont confondus deux à deux
(QUAD4, HEXA8 et PENTA6). Ces éléments finis peuvent supporter les lois de comportement CZM_EXP_REG et
CZM_LIN_REG (lois cohésives : doc [R7.02.11]). De plus, les éléments PLAN_JOINT, AXIS_JOINT supportent
la loi de comportement JOINT_BA (liaison acier béton : doc [R7.01.21]).
Les modélisations PLAN_ELDI et AXIS_ELDI (Phénomène : MÉCANIQUE) correspondent à des éléments à
discontinuité interne. Leurs supports géométriques sont des éléments volumiques (QUAD4) traversés par une
discontinuité. Il permettent également de modéliser l’ouverture d’une fissure. De tels éléments finis peuvent
supporter la loi de comportement : CZM_EXP (loi cohésive : voir doc [R7.02.14]).
Les modélisations PLAN_INTERFACE, AXIS_INTERFACE, 3D_INTERFACE, PLAN_INTERFACE_S,
AXIS_INTERFACE_S et 3D_INTERFACE_S (Phénomène : MÉCANIQUE) correspondent à des éléments finis
d'interface mixtes, basé sur une formulation de type lagrangien augmenté. Leurs supports géométriques sont
des éléments finis dégénérés (QUAD8, HEXA20 et PENTA15). De tels éléments peuvent supporter les lois
cohésives CZM_OUV_MIX, CZM_TAC_MIX, CZM_FAT_MIX, CZM_TRA_MIX et CZM_LAB_MIX (voir
doc [R7.02.11] et [R3.06.13]).
Par la suite, les caractères ‘XXX‘ peuvent être remplacés par ‘PLAN’ ou ‘AXIS’.
Manuel d'utilisation
Copyright 2015 EDF R&D - Document diffusé sous licence GNU FDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html)
Fascicule u3.13 : Eléments finis 2D
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Titre : Modélisations *JOINT, *ELDI et *INTERFACE
Responsable : Jérôme LAVERNE
1
Discrétisation
1.1
Degrés de libertés
Modélisation
Date : 05/09/2012 Page : 2/5
Clé : U3.13.14
Révision : 9506
Degrés de liberté sur chaque noeuds
DX : déplacement suivant X
DY : déplacement suivant Y
3D_JOINT
DX : déplacement suivant X
DY : déplacement suivant Y
DZ : déplacement suivant Z
XXX_ELDI
DX : déplacement suivant X
DY : déplacement suivant Y
XXX_INTERFACE et
DX : déplacement suivant X
XXX_INTERFACE_S
ou SIGN multiplicateur de Lagrange
DY : déplacement suivant Y
ou SITX : multiplicateur de Lagrange
3D_INTERFACE et
DX : déplacement suivant X
3D_INTERFACE_S
ou SIGN multiplicateur de Lagrange
DY : déplacement suivant Y
ou SITX : multiplicateur de Lagrange
DZ : déplacement suivant Z
ou SITY : multiplicateur de Lagrange
Pour la localisation des ddl de déplacement et de Lagrange pour les modélisations de type
INTERFACE, voir doc R3.06.13.
XXX_JOINT
1.2
Maille support
Les mailles supports des éléments finis sont des quadrangles, des hexaèdres ou des pentaèdres. Les
éléments sont isoparamétriques pour les degrés de liberté de déplacement.
Modélisation
XXX_JOINT
3D_JOINT
XXX_ELDI
XXX_INTERFACE et
XXX_INTERFACE_S
3D_INTERFACE et
3D_INTERFACE_S
Maille
QUAD4
HEXA8
PENTA6
QUAD4
QUAD8
HEXA20
PENTA15
2
Possibilités non-linéaires
2.1
Loi de comportements
Interpolation
linéaire
linéaire
linéaire
linéaire
quadratique en déplacement
linéaire en lagrange
quadratique en déplacement
linéaire en lagrange
quadratique en déplacement
linéaire en lagrange
Remarques
formulation mixte
formulation mixte
formulation mixte
Les lois de comportements spécifiques à ces modélisations, utilisables sous COMP_INCR dans
STAT_NON_LINE et DYNA_NON_LINE (uniquement modélisations JOINT) sont les suivantes (Cf.
[U4.51.11]) :
/
'CZM_EXP_REG'
Modélisations supportées : XXX_JOINT, 3D_JOINT
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Fascicule u3.13 : Eléments finis 2D
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/
Date : 05/09/2012 Page : 3/5
Clé : U3.13.14
Révision : 9506
'CZM_LIN_REG'
Modélisations supportées : XXX_JOINT, 3D_JOINT
/
'JOINT_BA'
Modélisations supportées : XXX_JOINT
/
'CZM_EXP'
Modélisations supportées : XXX_ELDI (uniquement avec STAT_NON_LINE)
/
'CZM_OUV_MIX'
Modélisations supportées : toutes les modélisations de type INTERFACE
/
'CZM_TAC_MIX'
Modélisations supportées : toutes les modélisations de type INTERFACE
/
'CZM_FAT_MIX'
Modélisations supportées : toutes les modélisations de type INTERFACE
/
'CZM_TRA_MIX'
Modélisations supportées : toutes les modélisations de type INTERFACE
/
'CZM_LAB_MIX'
Modélisations supportées : toutes les modélisations de type INTERFACE
2.2
Déformations
Seules les petites déformations (mot-clé 'PETIT' sous DEFORMATION) sont disponibles pour ces
modélisations (Cf. [U4.51.11]).
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Fascicule u3.13 : Eléments finis 2D
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Titre : Modélisations *JOINT, *ELDI et *INTERFACE
Responsable : Jérôme LAVERNE
3
Date : 05/09/2012 Page : 4/5
Clé : U3.13.14
Révision : 9506
Exemples de mise en œuvre : cas-tests
•
PLAN_JOINT
•
Statique non-linéaire :
SSNP118 [V6.03.118] : Cas-test de validation de l'élément de joint 2D plan (et 3D)
SSNP133 [V6.03.118] : Rupture d’une plaque trouée avec des éléments de joint 2D plan
SSNP126 [V6.03.126] : Cas-test de validation de la loi de comportement JOINT_BA (liaison
acier- béton) avec un élément de joint 2D plan.
•
Dynamique non-linéaire :
SDNS105 [V5.06.105] : Propagation dynamique d’une fissure.
AXIS_JOINT
•
Statique non-linéaire :
SSNA112 [V6.01.112] : Test d’arrachement effectué par La Borderie & Pijaudier - Cabot pour
l’étude de la liaison acier-béton avec la loi de comportement JOINT_BA.
•
3D_JOINT
•
Statique non-linéaire :
SSNP118 [V6.03.118] : Cas-test de validation de l'élément de joint 3D (et 2D).
SSNV199 [V6.04.199] : Propagation d’une fissure plane dans une poutre DCB.
•
PLAN_ELDI
•
Statique non-linéaire :
SSNP128 [V6.03.128] : Validation de l'élément à discontinuité interne et de la loi CZM_EXP
sur une plaque plane.
SSNP133 [V6.03.118] : Rupture d’une plaque trouée avec des éléments à discontinuité
interne et la loi de comportement cohésive : CZM_EXP.
•
AXIS_ELDI
•
Statique non-linéaire :
SSNA115 [V6.01.115] : Arrachement d'une armature rigide avec des éléments à discontinuité
et la loi de comportement cohésive : CZM_EXP.
•
PLAN_INTERFACE
•
Statique non-linéaire :
SSNP139 [V6.03.139] Propagation de fissure dans une DCB 2D.
SSNP151 [V6.03.151] Propagation d’une fissure plane dans une poutre CT 2D.
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Fascicule u3.13 : Eléments finis 2D
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Titre : Modélisations *JOINT, *ELDI et *INTERFACE
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•
Date : 05/09/2012 Page : 5/5
Clé : U3.13.14
Révision : 9506
PLAN_INTERFACE_S
•
Statique non-linéaire :
SSNP118 [V6.03.118] Cas-test de validation de l'élément d'interface en 2D.
•
AXIS_INTERFACE
•
Statique non-linéaire :
SSNA120 [V6.01.120] Propagation d’une fissure dans une poutre AE.
•
AXIS_INTERFACE_S
•
Statique non-linéaire :
SSNA115 [V6.01.115] Arrachement d'une armature rigide.
•
3D_INTERFACE
•
Statique non-linéaire :
SSNP151 [V6.03.151] Propagation d’une fissure plane dans une poutre CT 3D.
SSNV199 [V6.04.199] Propagation d’une fissure plane dans une poutre DCB 3D.
SSNS110 [V6.05.110] Extraction d'une nappe d'armature représentée par une membrane.
•
3D_INTERFACE_S
•
Statique non-linéaire :
SSNP118 [V6.03.118] Cas-test de validation de l'élément d'interface en 3D.
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Fascicule u3.13 : Eléments finis 2D
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