10. Mot clé ORIENTATION#

10.1. Caractéristiques affectables#

Ce mot clé permet d’affecter les orientations :

  • des axes principaux des sections transversales des éléments de type poutre,

  • des éléments discrets affectés à des nœuds ou des mailles de type POI1 (éléments discrets nodaux) ou à des mailles de type SEG2 (éléments discrets de liaison),

  • de la position de la génératrice pour les éléments tuyaux.

Pour les éléments de type TUYAU, le mot clé ORIENTATION doit systématiquement être renseigné afin de spécifier une ligne génératrice continue définissant pour chaque section l’origine angulaire.

10.2. Syntaxe#

◇ ORIENTATION = _F(
     ◆ CARA = / "ANGL_NAUT",
              / "ANGL_VRIL",
              / "GENE_TUYAU",
              / "VECT_MAIL_Y",
              / "VECT_MAIL_Z",
              / "VECT_X_Y",
              / "VECT_Y",
              / "VECT_Z",
     # Si: (equal_to("CARA", 'VECT_Y'))
         ◆ GROUP_MA = grma,
         ◆ VALE = float, 3 valeurs attendues,
         ◇ PRECISION = float,
     # Si: (equal_to("CARA", 'VECT_Z'))
         ◆ GROUP_MA = grma,
         ◆ VALE = float, 3 valeurs attendues,
         ◇ PRECISION = float,
     # Si: (equal_to("CARA", 'VECT_MAIL_Y'))
         ◆ GROUP_MA = grma,
         ◆ TABLE_CARA = table,
         ◆ NOM_SEC = text,
         ◆ VALE = float, 3 valeurs attendues,
         ◇ PRECISION = float,
     # Si: (equal_to("CARA", 'VECT_MAIL_Z'))
         ◆ GROUP_MA = grma,
         ◆ TABLE_CARA = table,
         ◆ NOM_SEC = text,
         ◆ VALE = float, 3 valeurs attendues,
         ◇ PRECISION = float,
     # Si: (equal_to("CARA", 'ANGL_VRIL'))
         ◆ GROUP_MA = grma,
         ◆ VALE = float,
         ◇ PRECISION = float,
     # Si: (equal_to("CARA", 'VECT_X_Y'))
         ◆ GROUP_MA = grma,
         ◆ VALE = float, 6 valeurs attendues,
         ◇ PRECISION = float,
     # Si: (equal_to("CARA", 'ANGL_NAUT'))
         ◆ GROUP_MA = grma,
         ◆ VALE = float, 3 valeurs attendues,
         ◇ PRECISION = float,
     # Si: (equal_to("CARA", 'GENE_TUYAU'))
         ◆ GROUP_NO = grno,
         ◆ VALE = float, 3 valeurs attendues,
         ◇ PRECISION = float (défaut: 0.0001),
         ◇ CRITERE = / "ABSOLU",
                     / "RELATIF" (par défaut),
  ),

10.3. Règles d’utilisation#

La règle de surcharge est appliquée. L’orientation prise est la dernière affectée.

Exemple :

ORIENTATION=(
    _F(CARA = ’ANGL_NAUT’, VALE = (1.0, 1.0, 1.0), GROUP_MA = ’GP1’),
    _F(CARA = ’ANGL_VRIL’, VALE = 45.0, GROUP_MA = ’GM1’),
    _F(CARA = ’ANGL_VRIL’, VALE = 90.0, GROUP_MA = ’GM2’),
)

  • pour définir le repère local associé à une maille de type POI1 ou un nœud (élément discret), il faut utiliser une des possibilités suivantes : ANGL_NAUT, VECT_X_Y.

  • pour définir le repère local autour de l’axe défini par une maille SEG2 (poutre ou discret), il faut utiliser une des possibilités suivantes : ANGL_VRIL, VECT_Y, VECT_Z, VECT_MAIL_Y, VECT_MAIL_Z.

  • pour définir une ligne génératrice sur les éléments tuyau, il faut utiliser GENE_TUYAU.

Remarques :

  • Il existe toujours un repère local par défaut attaché aux éléments de type POUTRE ou DISCRET même si l’on n’utilise pas l’opérande ORIENTATION. Il correspond à ANGL_VRIL = 0 pour les éléments attachés à une maille SEG2 (poutres ou discrets) et ANGL_NAUT = \((0.0, 0.0, 0.0)\) pour les éléments discrets nodaux.

  • Dans le cas où l’angle \(\alpha\) est soit nul soit indéfini (comme pour un SEG2 sur l’axe \(z\)), les axes \(y1,y2\) sont parallèles à l’axe \(Y\). Dans ce cas l’axe \(y3\) est par défaut parallèle à l’axe \(Y\), car ANGL_VRIL est nul par défaut.

10.4. Opérande CARA = ’ANGL_NAUT’#

◆ VALE = (\(\alpha\) , \(\beta\) , \(\gamma\) )
Les angles nautiques \(\alpha\), \(\beta\), \(\gamma\) fournis en degrés, sont les angles permettant de passer du repère global de définition des coordonnées des nœuds \((P,x,y,z)\) au repère local \((P,{x}_{3,}{y}_{3,}{z}_{3})\). Celui-ci est obtenu par 3 rotations :

  • une rotation d’angle \(\alpha\) autour de \(Z\), transformant \((x,y,z)\) en \(({x}_{1,}{y}_{1,}{z}_{1})\) avec \({z}_{1}\equiv z\).

  • une rotation d’angle \(\beta\) autour de \({y}_{1}\), transformant \(({x}_{1,}{y}_{1,}{z}_{1})\) en \(({x}_{2,}{y}_{2,}{z}_{2})\) avec \({y}_{2}\equiv {y}_{1}\).

  • une rotation d’angle \(\gamma\) autour de \({x}_{2}\), transformant \(({x}_{2,}{y}_{2,}{z}_{2})\) en \(({x}_{3,}{y}_{3,}{z}_{3})\) avec \({x}_{3}\equiv {x}_{2}\).

_images/orientation-alpha.png

Fig. 10.1  : angle \(\alpha\)#
_images/orientation-beta.png

Fig. 10.2  : angle \(\beta\)#
_images/orientation-gamma.png

Fig. 10.3  : angle \(\gamma\)#

Le repère local est: \(({X}_{3}{Y}_{3}{Z}_{3})\). Sur les figures Fig. 10.2 et Fig. 10.4, l’angle de rotation \(\beta\) est négatif.

_images/orientation-global-local.png

Fig. 10.4  : Représentation du repère global et du repère local.#

◇ PRECISION
ANGL_NAUT permet de définir le repère local associé à une maille de type POI1 (pour un élément discret). Il est également possible de définir l’orientation d’un segment, mais dans ce cas, le segment doit être de longueur nulle, car sinon les 2 premiers angles sont déterminés (cf ANGL_VRIL). Ce mot clef permet de définir la longueur en dessous de laquelle la maille est considérée comme de taille nulle. Ce mot clef est facultatif et est quelquefois nécessaire, dû à la précision des coordonnées des nœuds, dans le fichier de maillage.

10.5. Opérande CARA = ’VECT_X_Y’#

◆ VALE = \(\left({x}_{1}^{l},{x}_{2}^{l},{x}_{3}^{l},{y}_{1}^{d},{y}_{2}^{d},{y}_{3}^{d}\right)\)
  ⦁  \({x}_{1}^{l},{x}_{2}^{l},{x}_{3}^{l}\) sont les 3 composantes, dans le repère global, d’un vecteur définissant l’axe local \({X}_{3}\).
  ⦁  \({y}_{1}^{d},{y}_{2}^{d},{y}_{3}^{d}\) sont les 3 composantes, dans le repère global, d’un vecteur \({Y}^{d}\) , dont la projection sur le plan orthogonal à \({X}_{3}\) fournira l’axe local \({Y}_{3}\). L’axe local \({Z}_{3}\) complète alors le repère pour que \(\left(P,{X}_{3},{Y}_{3},{Z}_{3}\right)\) soit direct.
_images/orientation-vect_x_y.gif

Fig. 10.5  : Définition de VECT_X_Y#

◇ PRECISION
VECT_X_Y permet de définir le repère local associé à une maille de type POI1 ou un nœud (pour un élément discret). Il est également possible de définir l’orientation d’un segment, mais dans ce cas, le segment doit être de longueur nulle, car sinon les 2 premiers angles sont déterminés (cf ANGL_VRIL). Ce mot clef permet de définir la longueur en dessous de laquelle la maille est considérée comme de taille nulle. Ce mot clef est facultatif et est quelquefois nécessaire, dû à la précision des coordonnées des nœuds, dans le fichier de maillage.

10.6. Opérande CARA = ’ANGL_VRIL’#

♦ VALE = \(\gamma\)
Dans le cas des mailles SEG2, l’axe \({x}_{3}\) est déjà porté par la maille. Le sens de \({x}_{3}\) est défini par la numérotation de deux nœuds de la maille, il peut être changé par MODI_MAILLAGE avec ORIE_LIGNE. Il est donc possible de définir \({y}_{3}\) et \({z}_{3}\) par rotation autour de \({x}_{3}\).

\(\gamma\) est l’angle (en degrés) de rotation autour de \({x}_{2}\), transformant \(\left(P,{x}_{2},{y}_{2},{z}_{2}\right)\) en \(\left(P,{x}_{3},{y}_{3},{z}_{3}\right)\) avec \({x}_{3}\equiv {x}_{2}\).

◇ PRECISION
ANGL_VRIL permet de définir le repère local autour de l’axe défini par une maille SEG2 (poutre ou discret). Les 2 angles \(\alpha\) et \(\beta\) sont définis par l’orientation du segment qui doit donc être de longueur non nulle. Ce mot clef permet de définir la longueur en dessous de laquelle la maille est considérée comme de taille nulle. Ce mot clef est facultatif et est quelquefois nécessaire, dû à la précision des coordonnées des nœuds, dans le fichier de maillage.

10.7. Opérande CARA = ’VECT_Y’ | ’VECT_Z’#

♦ VALE = \({y}_{1}^{d},{y}_{2}^{d},{y}_{3}^{d}\) ou \({z}_{1}^{d},{z}_{2}^{d},{z}_{3}^{d}\)
Dans le cas des mailles SEG2, l’axe \({x}_{3}\) est déjà porté par la maille. Le sens de \({x}_{3}\) est défini par la numérotation de deux nœuds de la maille, il peut être changé par MODI_MAILLAGE avec ORIE_LIGNE. Il est donc possible de définir \({y}_{3}\) et \({z}_{3}\) en définissant un vecteur.

VECT_Y permet de définir l’orientation du vecteur principal correspondant à l’axe principal d’inertie Y. \({y}_{1}^{d},{y}_{2}^{d},{y}_{3}^{d}\) sont les 3 composantes d’un vecteur \({Y}^{d}\) dont la projection sur le plan orthogonal à \({x}_{3}\) fournira l’axe principal d’inertie \({y}_{3}\). L’axe \({z}_{3}\) (également principal d’inertie) est tel que \(\left(P,{x}_{3},{y}_{3},{z}_{3}\right)\) soit direct.

VECT_Z permet de définir l’orientation du vecteur principal correspondant à l’axe principal d’inertie Z. \({z}_{1}^{d},{z}_{2}^{d},{z}_{3}^{d}\) sont les 3 composantes d’un vecteur \({Z}^{d}\) dont la projection sur le plan orthogonal à \({x}_{3}\) fournira l’axe principal d’inertie \({z}_{3}\). L’axe \({y}_{3}\) (également principal d’inertie) est tel que \(\left(P,{x}_{3},{y}_{3},{z}_{3}\right)\) soit direct.

◇ PRECISION
VECT_Y et VECT_Z permettent de définir le repère local autour de l’axe défini par une maille SEG2 (poutre ou discret). Les 2 angles \(\alpha\) et \(\beta\) sont définis par l’orientation du segment qui doit donc être de longueur non nulle. Ce mot clef permet de définir la longueur en dessous de laquelle la maille est considérée comme de taille nulle. Ce mot clef est facultatif et est quelquefois nécessaire, dû à la précision des coordonnées des nœuds, dans le fichier de maillage.

10.8. Opérande CARA = ’VECT_MAIL_Y’ | ’VECT_MAIL_Z’#

♦ VALE = \({y}_{1}^{d},{y}_{2}^{d},{y}_{3}^{d}\) ou \({z}_{1}^{d},{z}_{2}^{d},{z}_{3}^{d}\)
Dans le cas des mailles SEG2, l’axe \({x}_{3}\) est déjà porté par la maille. Le sens de \({x}_{3}\) est défini par la numérotation de deux nœuds de la maille, il peut être changé par MODI_MAILLAGE avec ORIE_LIGNE. Il est donc possible de définir \({y}_{3}\) et \({z}_{3}\) en définissant un vecteur.

VECT_MAIL_Y permet dans le cas d’utilisation d’un maillage pour définir la section droite, de définir l’orientation de la section, en faisant correspondre l’axe \({y}\) du maillage de la section à l’axe \({y}_{3}\) obtenu par la projection de \({y}_{1}^{d},{y}_{2}^{d},{y}_{3}^{d}\) sur le plan orthogonal à \({x}_{3}\). L’axe \({z}_{3}\) est tel que \(\left(P,{x}_{3},{y}_{3},{z}_{3}\right)\) soit direct.

VECT_MAIL_Z permet dans le cas d’utilisation d’un maillage pour définir la section droite, de définir l’orientation de la section, en faisant correspondre l’axe \({z}\) du maillage de la section à l’axe \({z}_{3}\) obtenu par la projection de \({z}_{1}^{d},{z}_{2}^{d},{z}_{3}^{d}\) sur le plan orthogonal à \({x}_{3}\). L’axe \({y}_{3}\) est tel que \(\left(P,{x}_{3},{y}_{3},{z}_{3}\right)\) soit direct.

Pour réaliser cette opération, il est nécessaire de connaître l’angle \(\alpha\) donnant l’orientation du repère principal d’inertie par rapport aux axes du maillage de la section. Ce calcul est réalisé par la commande MACR_CARA_POUTRE. La table produite contient toutes les grandeurs nécessaires. Elle doit donc être renseignée par les mots clefs : TABLE_CARA = “nom de la table” et NOM_SEC = “nom de la section”.

◇ PRECISION
VECT_MAIL_Y et VECT_MAIL_Z permettent de définir le repère local autour de l’axe défini par une maille SEG2 (poutre ou discret). Les 2 angles \(\alpha\) et \(\beta\) sont définis par l’orientation du segment qui doit donc être de longueur non nulle. Ce mot clef permet de définir la longueur en dessous de laquelle la maille est considérée comme de taille nulle. Ce mot clef est facultatif et est quelquefois nécessaire, dû à la précision des coordonnées des nœuds, dans le fichier de maillage.

10.9. Opérande CARA = ’GENE_TUYAU’#

♦ VALE = \(({z}_{1,}{z}_{2,}{z}_{3})\)
Cela ne concerne que les éléments TUYAU (modélisations TUYAU_3M ou TUYAU_6M).
Il convient de donner les 3 composantes d’un vecteur \(z\) orientant la génératrice du tuyau. C’est une ligne continue tracée sur le tuyau, définissant pour chaque élément l’origine de l’angle \(\varphi\) utilisé pour exprimer l’ovalisation et le gauchissement.

Ce vecteur doit être défini en un GROUP_NO (ne contenant qu’un seul nœud) extrémité du tuyau. La géométrie est alors construite automatiquement pour tous les éléments connexes de TUYAU, cf. Fig. 10.6.

Lors de la détection de la ligne de tuyauterie, à partir d’un des nœuds extrémités, les mailles doivent toutes être orientées dans le même sens. Si ce n’est pas le cas, une erreur concernant la cohérence des angles entre 2 mailles voisines est émise.

_images/orientation-gene_tuyau.png

Fig. 10.6  : Utilisation de GENE_TUYAU#

◇ PRECISION
◇ CRITERE = [ ’RELATIF’ | ’ABSOLU’ ]
Cette précision est utilisée pour la construction de la génératrice ainsi que pour définir la limite entre un élément de tuyau droit et un élément courbe (distinction basée sur l’alignement des 3 ou 4 nœuds de l’élément).