2. Solution de référence#

2.1. Méthode de calcul#

Le calcul est analytique.

On a utilisé le programme de calcul formel Mathématica pour le réaliser.

On sait que le champ de déplacement est:

\(\mathrm{dX}=\mathrm{2x}+\mathrm{3y}+\mathrm{4z}\)

\(\mathrm{dY}=\mathrm{3x}+\mathrm{5y}+\mathrm{6z}\)

\(\mathrm{dZ}=\mathrm{4x}+\mathrm{6y}+\mathrm{7z}\)

Le champ de déformations \({\varepsilon}_{G}\) dans le repère global est donc constant et égal à:

_images/Object_6.svg

Soit \(P\) la matrice de passage permettant de faire passer un vecteur du repère global \((A,X,Y,Z)\) au repère local \((A,L,N,T)\) .

Soit

_images/Object_7.svg

le tenseur de déformation dans le repère local. On a: \({\varepsilon}_{L}=P\cdot {\varepsilon}_{G}\cdot {P}^{T}\)

Le tenseur de Hooke

_images/Object_9.svg

est connu dans le repère local, soit

_images/Object_10.svg

le tenseur des contraintes dans ce repère. On a:

_images/Object_11.svg

On obtient le tenseur

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des contraintes dans le repère global par:

_images/Object_13.svg

Dans le cas où on applique un champ de température, les équations ci-dessus sont modifiées comme suit:

Le champ de déformations

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dans le repère global est toujours le même:

_images/Object_15.svg

Soit

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le tenseur de déformation dans le repère local. On a:

_images/Object_17.svg

Le tenseur des déformations mécaniques dans le repère local vaut donc:

_images/Object_18.svg

avec

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, les autres composantes étant nulles

Le tenseur de Hooke

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est connu dans le repère local. Soit

_images/Object_21.svg

le tenseur des contraintes dans ce repère. On a:

_images/Object_22.svg

On obtient le tenseur

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des contraintes dans le repère global par:

_images/Object_24.svg

2.2. Résultats de référence#

Ils sont obtenus en effectuant les opérations décrites ci-dessus avec Mathematica.

2.3. Incertitudes sur la solution#

L’incertitude est nulle car la solution est analytique.

2.4. Références bibliographiques#

Pour la description des matrices de Hooke pour des matériaux isotrope transverse et orthotrope pour les modélisations 3D, contraintes planes et déformations planes, la référence choisie a été:

‘Matrice de Hooke pour les matériaux orthotropes ‘. Rapport interne applications en Mécanique n°79‑018 de Jean-Claude Masson CISI.