7. Modélisation E#

7.1. Caractéristiques de la modélisation#

Dans cette modélisation, on utilise l’opérateur DYNA_NON_LINE (voir [U4.53.01]) avec la relation DIS_CONTACT. Le schéma d’intégration est NEWMARK.

Cette modélisation correspond à la réponse transitoire directe du patin frottant. Elle valide l’orientation du discret ainsi que l’interpénétration initiale.

  • Pour le premier cas: La direction normale de contact est l’axe global \(X\) qui correspond dans le cas test à l’axe global \(X\) . Le plan de glissement est le plan local \((Y,Z)\) soit le plan \((Y,Z)\) dans le repère global. On oriente donc l’élément de choc à un nœud, avec le mot clé ORIENTATION de l’opérateur AFFE_CARA_ELEM de la façon suivante:

ORIENTATION=_F(MAILLE=’EL1’ , CARA=’VECT_X_Y’ ,

VALE=( 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0 ) , ) ,

La raideur de choc tangentielle considérée est \({K}_{T}=4\phantom{\rule{0ex}{0ex}}000000N/m\) , le coefficient de Coulomb vaut \(\mu =0,1\) . La raideur de choc normale est de \(20N/m\)

La loi de comportement de choc est donc définie de la façon suivante dans DEFI_MATERIAU:

MATCH1 =DEFI_MATERIAU(

DIS_CONTACT=_F(RIGI_NOR=20.0 , RIGI_TAN=4000000.0 , COULOMB=0.1) ,

)

Pour pouvoir obtenir une force de réaction du plan sur le système il faut que ce dernier soit légèrement enfoncé dans l’obstacle plan d’une distance \(\delta n\) telle que: \({F}_{n}={K}_{n}\cdot \delta n\) .

La réaction équilibre le poids du patin, on a donc: \({F}_{n}=\mathrm{mg}\) c’est-à-dire \(\delta n=\mathit{mg}/{K}_{n}\) . Les premiers pas de chargement réalisent cet enfoncement.

  • Pour le second cas: La direction normale de contact est l’axe local \(X\) qui correspond dans le cas test à l’axe global \(Z\) . Le plan de glissement est le plan local \((Y,Z)\) soit le plan \((X,Y)\) dans le repère global. On oriente donc l’élément de choc à un nœud, avec le mot clé ORIENTATION de l’opérateur AFFE_CARA_ELEM de la façon suivante:

ORIENTATION=_F(MAILLE=’EL1’ , CARA=’VECT_X_Y’ ,

VALE=( 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 1.0, 0.0 ) , ) ,

Pour pouvoir obtenir une force de réaction du plan sur le système il faut que ce dernier soit légèrement enfoncé dans l’obstacle plan d’une distance \(\delta n\) telle que: \({F}_{n}={K}_{n}\cdot \delta n\) .

La réaction équilibre le poids du patin, on a donc: \({F}_{n}=\mathit{mg}\) c’est-à-dire \(\delta n=\mathit{mg}/{K}_{n}\) .

On a considéré une raideur de choc normale de \(20N/m\) on a donc \(\delta n=0,5\) d’où \(\mathit{DIST}\underline{\phantom{\rule{2em}{0ex}}}1=0.5\) .

MATCH2 =DEFI_MATERIAU(

DIS_CONTACT=_F(RIGI_NOR=20.0 , RIGI_TAN=4000000.0 ,

COULOMB=0.10 , DIST_1=0.50) ,

)

7.2. Caractéristiques du maillage#

Nombre de nœuds: 1

Nombre de mailles et types : 1 POI1

7.3. Grandeurs testées et résultats#

Valeurs des déplacements dans la direction de l’oscillateur pour les instants de changement de signe de la vitesse et au temps d’arrêt de la masse.

instant

valeur de référence

Tolérance

\(\pi /100\)

\(-6.5E-04\sqrt{2}/2\)

1.0e-04

\(2.0\pi /100\)

\(4.5E-04\sqrt{2}/2\)

1.0e-04

\(3.0\pi /100\)

\(-2.5E-04\sqrt{2}/2\)

1.5e-04

\(4.0\pi /100\)

\(0.5E-04\sqrt{2}/2\)

1.0e-03

_images/1000662500006CE200004CF932937AC7DD050D77.svg

Figure 7.3-a : Déplacement de la masse.

_images/1000614A00006CE200004CF9C651CD82A5B71A12.svg

Figure 7.3-b : Vitesse de la masse .