1. Problème de référence#
1.1. Géométrie#
Dans la Fig. 1.1, on montre la modélisation à une masse et deux ressorts utilisée pour la modélisation.
Fig. 1.1 Système unidimensionnel avec une masse et deux ressorts#
1.2. Propriétés de matériaux#
Les deux ressorts représentent deux poutres avec rigidité égale à \(k=EA/L\), où :
\(E = 35 GPa\) est le module d’Young
\(A = 0.016 m^2\) est la surface de la section de la poutre
\(L = 4 m\) est la longueur de la poutre
La masse concentrée équivaut à \(m = 4000 t\). On recale un amortissement de Rayleigh autour de la fréquence fondamentale du système \(\omega_0=\sqrt{k_{eq}/m}\), où \(k_{eq}=2EA/L\). L’amortissement réduit est pris égal à \(\xi=0.05\).
1.3. Conditions aux limites et chargements#
On impose les conditions limites suivantes :
DX = DY = DZ = 0 sur les noeuds A et B
DY = DZ = 0 sur la masse
Les chargements imposés sont les suivants :
Sur le noeud A on impose un déplacement \(u_A = u_{0,A}sin(\omega_At + \alpha_A)\), où :
\(u_{0,A} = 2 mm\)
\(\omega_A = \pi\)
\(\alpha_A = 0\)
Sur le noeud B on impose un déplacement \(u_B = u_{0,B}sin(\omega_Bt + \alpha_B)\), où :
\(u_{0,B} = 4.5 mm\)
\(\omega_B = 2\pi\)
\(\alpha_B = 0\)
1.4. Conditions initiales#
Dans ce cas-test, on propose deux façons d’imposer le chargement :
Via un chargement multi-appuis en repère entraîné, dans ce cas on n’a pas besoin d’imposer des conditions initiales
Via deux déplacements imposés sur les noeuds A et B, dans ce cas on a besoin d’imposer les champs de vitesse et accélération initiales qui sont non nulles