1. Problème de référence#
1.1. Méthodologie#
La mise en pré-tension consiste à imposer un déplacement relatif entre des nœuds de l’écrou et des nœuds du goujon. Ce déplacement relatif est imposé dans l’axe du goujon et doit correspondre à l’effort de serrage souhaité. Ce déplacement relatif est imposé via le mot-clé LIAISON_GROUP de la commande AFFE_CHAR_MECA_F.
Pour l’utilisateur, il s’agit donc de déterminer le déplacement à imposer pour trouver l’effort de serrage souhaité. Pour cela, il faut rejouer l’étude plusieurs fois en modifiant la valeur du déplacement relatif jusqu’à atteindre l’effort de serrage recherché.
Ce cas-test propose deux modélisations:
Modélisation A: une modélisation pour illustrer un recalage manuel.
Modélisation B: une modélisation pour illustrer un recalage automatisé.
Remarque:
Cette méthode ne s’applique qu’aux petits déplacements.
Elle fait l’hypothèse que la différence de déplacements entre l’écrou et le goujon est constante sur toute la zone.
1.2. Géométrie#
La géométrie, présentée à la figure, est générée par l’outil métier «Calcul de bride» de SALOME-MECA-2012.1. Les dimensions, en millimètres sont indiquées en figure, ce sont les valeurs proposées par défaut dans l’outil.
Figure 1.2-a: Géométrie de la bride et du goujon.
Figure 1.2-b: Paramètres de la géométrie.
1.3. Maillage#
Le maillage, présenté à la figure, est également généré par l’outil métier «Calcul de bride» de SALOME-MECA-2012.1. Il est linéaire et composé de 1108 hexaèdres et 70 prismes pour 1821 nœuds.
Figure 1.3-a: Maillage de la bride et du goujon.
1.4. Matériaux#
Le matériau est élastique et ses propriétés sont : \(E=200000\mathit{MPa}\) et \(\nu =0.3\) .
1.5. Conditions aux limites, de contact et de chargement#
Les conditions aux limites de blocages sont les suivantes:
blocage du degré de liberté DZ sur les faces du dessous du goujon et du joint,
conditions de symétrie via le blocage du déplacement normal de la face latérale avec alésage,
conditions de symétrie via le blocage du déplacement normal de la face latérale sans alésage,
condition de planéité de la face de coupe du tube dans le plan \(\mathit{XY}\) en imposant une valeur identique pour le degré de liberté DZ à tous les nœuds de la face,
condition de serrage via une différence nulle entre les degrés de liberté DX et DY des nœuds de l’écrou et du goujon en vis à vis,
pression de \(1.0E-06\mathit{Pa}\) à l’intérieur du tube.
condition de contact entre les faces du joint et de la bride.
Le chargement correspond à un déplacement relatif imposé aux nœuds de l’écrou et du goujon. Il est nul à l’instant zéro et vaut DEPL_R à l’instant \(1.0\) .
Remarque :
Le déplacement est nommé DEPL_R de manière à réutiliser le fichier de commande de la modélisation A directement avec MACR_RECAL dans la modélisation B. En effet, la macro-commande nécessite la présence de “__” à la fin du nom des paramètres à recaler.
1.6. Modélisation#
La modélisation est 3D.
1.7. Effort recherché#
On cherche à appliquer un déplacement DEPL_R correspondant à une contrainte moyenne de \(\mathrm{30 }\mathit{MPa}\) dans la tige du goujon, soit un effort résultant de:
\({F}^{\mathit{résultant}}={\sigma}^{\mathit{pré}-\mathit{tension}}.\pi .{R}_{\mathit{goujon}}^{2}/2=\mathrm{1695.6N}\) . La division par 2 tient compte de la symétrie.