v6.04.166 SSNV166 – Cylindre fissuré sous chargements multiples

Résumé

Ce test a pour but le calcul des facteurs d’intensité de contraintes le long du fond de fissure pour un cylindre comportant une fissure axisymétrique.

L’influence du degré des éléments et du type de la méthode est étudiée à travers diverses modélisations.

1. La modélisation \(A\) teste \(\mathrm{K1}\) et \(\mathrm{K3}\) avec un maillage linéaire \(\mathrm{3D}\) et une méthode aux éléments finis classique (\(\mathrm{FEM}\) ).

2. La modélisation \(B\) teste \(\mathrm{K1}\) et \(\mathrm{K3}\) avec un maillage quadratique \(\mathrm{3D}\) (éléments de Barsoum) autour du fond de fissure et une \(\mathrm{FEM}\) .

3. La modélisation \(C\) teste \(\mathrm{K1}\) et \(\mathrm{K3}\) avec un maillage linéaire \(\mathrm{3D}\) avec une résolution classique mais une extraction des facteurs d’intensité basée sur un calcul énergétique.

De plus, pour chaque modélisation, divers cas de chargements sont étudiés:

• traction (sollicitation en mode \(I\) );

• torsion (sollicitation en mode \(\mathrm{III}\) );

• flexion (ouverture d’un coté, fermeture de l’autre) avec et sans prise en compte du contact.

Les cas de traction et torsion ne mettent pas en jeu le contact.

Bien que des symétries existent dans certains cas (axisymétrie pour le cas 1, symétrie plane pour le 2ème) la représentation est faite en \(\mathrm{3D}\) pour rendre le test généralisable sous chargement multiple.

• 1. Problème de référence
  • 1.1. Géométrie
  • 1.2. Propriétés de matériaux
  • 1.3. Conditions aux limites et chargements
• 2. Solution de référence
  • 2.1. Méthode de calcul utilisée pour la solution de référence
  • 2.2. Résultats de référence
  • 2.3. Références bibliographiques
• 3. Modélisation A : Maillage linéaire, formulation classique
  • 3.1. Caractéristiques de la modélisation
  • 3.2. Caractéristiques du maillage
  • 3.3. Remarque
  • 3.4. Valeurs testées et Résultats de la modélisation A
• 4. Modélisation B : Maillage quadratique, formulation classique
  • 4.1. Caractéristiques de la modélisation
  • 4.2. Caractéristiques du maillage
  • 4.3. Valeurs testées et résultats de la modélisation B
  • 4.4. Évolutions de K1, K2, K3 le long du fond de fissure
• 5. Modélisation C : Maillage linéaire, formulation classique et méthode énergétique
  • 5.1. Caractéristiques de la modélisation
  • 5.2. Caractéristiques du maillage
  • 5.3. Valeurs testées et résultats de la modélisation C
  • 5.4. Évolutions de K1 et K3 le long du fond de fissure
• 6. Synthèse des résultats