2. Solution de référence#
2.1. Méthode de calcul utilisée pour la solution de référence#
Pour les sphères minces (\(\mathrm{i.t}\ll R\) avec \(i\) , ordre du mode), les modes propres avec déplacement radial et tangentiel établis par une théorie de membrane sont donnés par [bib1] et [bib2] :
\({f}_{i}=\frac{{\lambda}_{i}}{2\pi R}\sqrt{\frac{E}{\rho (1-{\nu}^{2})}}\)
avec \({\lambda}_{i}=\frac{1}{\sqrt{2}}\sqrt{b\pm \sqrt{{b}^{2}-4(1-{\nu}^{2})({i}^{2}+i-2)}}\) et \(b={i}^{2}+i+1+3\nu\)
La théorie présentée par Hayek permet d’introduire une correction de l’effet de flexion (approximation de la théorie générale de Wilkinson) qui conduit à des valeurs de \({\lambda}_{i}\) fonction de
\(\begin{array}{}a={t}^{2}/12{R}^{2}\\ b=i(i+1)\end{array}\)
et solution de:
\({\lambda}_{i}^{4}-{\lambda}_{i}^{2}[1+3\nu -a(1-\nu )+b(1+a\nu +\mathrm{ab})]+\mathrm{ab}[{b}^{2}-\mathrm{4b}+5-{\nu}^{2}]+(1-{\nu}^{2})[b-2(1+a)]=0\)
2.2. Résultats de référence#
Fréquences propres :
i |
Fréquences propres |
2 |
237.25 |
3 |
282.85 |
4 |
305.24 |
5 |
324.17 |
6 |
346.76 |
7 |
376.68 |
8 |
|
9 |
465.75 |
10 |
526.20 |
2.3. Incertitude sur la solution#
Solution analytique.
2.4. Références bibliographiques#
Fiche VPCS SDLS 07/89 dans le Guide de Validation des Progiciels de Calcul de Structures/SFM AFNOR TECHNIQUE 1990.
HAYEK : « Vibrations of a spherical shell in acoustic medium », Journal of the Acoustical Society of America, Vol. 40, 2, 1996, p. 342-348