1. Problème de référence#

1.1. Propriétés de matériaux#

Les propriétés matériau sont les suivantes:

  1. module d’Young: \(E=2.E+05\mathit{MPa}\) ;

  2. coefficient de Poisson : \(\nu =0.3\) ;

  3. coefficient de dilatation thermique: \(\alpha =1.E–05\mathrm{m.}°{C}^{-1}\) .

Les caractéristiques propres au calcul RCC-M sont :

  1. constantes matériau pour le calcul de \(\mathrm{Ke}\) : \(n=0.2\) , \(m=\mathrm{2 }\) ;

  2. module d’Young de référence: \({E}_{\mathit{REFE}}=2.E+05\mathit{MPa}\) ;

  3. contrainte admissible : \(\mathrm{Sm}=200\mathrm{MPa}\) .

La courbe de Wöhler est définie analytiquement: \({N}_{\mathrm{adm}}=\frac{{5.10}^{5}}{{S}_{\mathrm{alt}}}\)

Remarque

Pour la validation de la prise en compte du facteur de concentration élastoplastique* \(\mathrm{Ke}\) , certains calculs sont réalisés avec une contrainte admissible plus faible ou plus élevée: \(\mathit{Sm}=50\mathit{MPa}\) (modélisation C) et \(\mathit{Sm}=2000\mathit{MPa}\) (modélisation D et E).

1.2. Évolution des contraintes#

Les contraintes sur le segment d’analyse ne sont pas calculées mais lues directement dans une table. La seule composante non nulle du tenseur des contraintes est \({\sigma}_{yy}\) . Deux transitoires sont considérés:

Tableau 1.1 Définition des contraintes \({\sigma}_{yy}\) (en \(\mathit{MPa}\) ) pour les instants de la situation 1 en fonction de l’abscisse curviligne#

Instant

Contraintes thermiques

Contraintes dues à la pression

Contraintes mécaniques (moments et efforts)

Contraintes totales

Abscisse

Abscisse

Abscisse

Abscisse

0

1

2

0

1

2

0

1

2

0

1

2

1

50

100

150

40

0

40

0

0

-80

90

100

110

2

0

50

-100

0

50

0

0

0

10

0

100

-90

3

0

0

50

10

-10

-200

90

-40

50

100

-50

-100

4

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Tableau 1.2 Définition des contraintes \({\sigma}_{yy}\) (en \(\mathit{MPa}\) ) pour les instants de la situation 2 en fonction de l’abscisse curviligne#

Instant

Contraintes thermiques

Contraintes dues à la pression

Contraintes mécaniques (moments et efforts)

Contraintes totales

Abscisse

Abscisse

Abscisse

Abscisse

0

1

2

0

1

2

0

1

2

0

1

2

1, 5

50

100

150

40

0

20

0

0

-80

90

100

90

2, 5

0

50

-100

0

50

0

0

0

10

0

100

-90

3, 5

0

0

50

10

-10

-200

90

-40

50

100

-50

-100

Ces transitoires ne visent pas à représenter un transitoire réel spécifique, mais à couvrir l’ensemble des contraintes possibles (évolution constante, linéaire ou non-linéaire de la contrainte dans l’épaisseur).

Deux autres situations sont prises en compte dans ce cas-test. Elles sont fournies sous la forme de deux torseurs et d’un tenseur de contraintes unitaires.

La situation 3 est composée d’un état A qui correspond à l’instant 3 de la situation 1 et d’un état B qui correspond à l’instant 2 de la situation 1. Elle est également constitué d’un transitoire thermique qui est celui de la situation 1.

La situation 4 est composée d’un état A qui correspond à l’instant 1,5 de la situation 2 et d’un état B qui correspond à l’instant 3,5 de la situation 2. Elle est également constitué d’un transitoire thermique qui est celui de la situation 2.

Tableau 1.3 Définition des contraintes \({\sigma}_{yy}\) (en \(\mathit{MPa}\) ) de la situation 3 en fonction de l’abscisse curviligne#

État

Contraintes dues à la pression

Contraintes mécaniques (moments et efforts)

Contraintes mécaniques totales

Abscisse

Abscisse

Abscisse

0

1

2

0

1

2

0

1

2

A

10

-10

-200

90

-40

50

100

-50

-100

B

0

50

0

0

0

10

0

100

-90

Tableau 1.4 Définition des contraintes \({\sigma}_{yy}\) (en \(\mathit{MPa}\) ) de la situation 4 en fonction de l’abscisse curviligne#

Etat

Contraintes dues à la pression

Contraintes mécaniques (moments et efforts)

Contraintes mécaniques totales

Abscisse

Abscisse

Abscisse

0

1

2

0

1

2

0

1

2

A

40

0

20

0

0

-80

90

100

90

B

10

-10

-200

90

-40

50

100

-50

-100