5. Modélisation C#
5.1. Caractéristiques de la modélisation#
Couplage de traction - compression et flexion.
Figure 5.1-a: Maillage et conditions aux limites
Modélisation: DKTG
Conditions aux limites: couplage de Traction – Compression et Flexion:
\(\mathrm{DX}=0.0\) et \(\mathrm{DRY}=0.0\) sur l’arête \({A}_{1}-{A}_{3}\)
\(\mathrm{DX}={U}_{0}\times f(t)\) et \(\mathrm{DRY}={R}_{0}\times f(t)\) sur l’arête \({A}_{2}-{A}_{4}\) ,
où \({U}_{0}=1.5\times {10}^{-4}\) , \({R}_{0}=5.\times {10}^{-3}\) et \(f(t)\) est l’amplitude du chargement cyclique en fonction du paramètre (de pseudo-temps) \(t\) . On considère deux types de chargement:
La même fonction \(\mathrm{f1}\) de chargement pour la membrane et la flexion (cas synchrone):
Figure 5.1-b: fonction de chargement f1
La fonction \(\mathrm{f2}\) de chargement de membrane deux fois plus rapide que celui de flexion (en pratique les fréquences de membrane d’une dalle sont supérieures à celles de flexion):
Figure 5.1-c: fonction de chargement f2
5.2. Caractéristiques du maillage#
Nombre de nœuds: 9. Nombre de mailles: 8 TRIA3; 8 SEG2.
5.3. Grandeurs testées et résultats : premier chargement (même fonction de chargement pour membrane et flexion)#
On compare les forces moyennes selon l’axe \(\mathrm{Ox}\) , les déplacements moyens selon l’axe \(\mathrm{Oy}\) , les moments moyens selon l’axe \(\mathrm{Oy}\) et les rotations moyennes selon l’axe \(\mathrm{Ox}\) en \(\mathrm{A2}-\mathrm{A4}\) obtenus par la modélisation multi-couches s (référence) et par celle reposant sur le modèle GLRC_DM, en terme de différences relatives; les tolérances sont prises en valeur relative sur ces différences relatives (non-régression):
Identification |
Type de référence |
Valeur de référence |
Tolérance |
PHASE ELASTIQUE \(t=0,25\) |
|||
Différence relative des efforts \({N}_{xx}\) |
NON_REGRESSION |
0.0308768 |
1 10-6 |
Différence relative des déplacements \(\mathrm{DY}\) |
NON_REGRESSION |
6.800 10-3 |
1 10-6 |
Différence relative des moments \({M}_{yy}\) |
NON_REGRESSION |
0.0506625 |
1 10-6 |
Différence relative des rotations \(\mathrm{DRX}\) |
NON_REGRESSION |
0.0456055 |
1 10-6 |
PHASE ENDOMMAGEMENT \(t=1,0\) |
|||
Différence relative des efforts \({N}_{xx}\) |
NON_REGRESSION |
0.6199769 |
1 10-6 |
Différence relative des déplacements \(\mathrm{DY}\) |
NON_REGRESSION |
1.0302274 |
1 10-6 |
Différence relative des moments \({M}_{yy}\) |
NON_REGRESSION |
1.1531708 |
1 10-6 |
Différence relative des rotations \(\mathrm{DRX}\) |
NON_REGRESSION |
4.3790440 |
1 10-6 |
Variable interne V8 |
NON_REGRESSION |
||
Variable interne V9 |
NON_REGRESSION |
||
Variable interne V10 |
NON_REGRESSION |
||
Variable interne V11 |
NON_REGRESSION |
||
Variable interne V12 |
NON_REGRESSION |
||
Variable interne V13 |
NON_REGRESSION |
||
Variable interne V14 |
NON_REGRESSION |
||
Variable interne V15 |
NON_REGRESSION |
||
Variable interne V16 |
NON_REGRESSION |
||
Variable interne V17 |
NON_REGRESSION |
||
Variable interne V18 |
NON_REGRESSION |
||
PHASE DECHARGEMENT \(t=1,5\) |
|||
Différence relative des efforts \({N}_{xx}\) |
NON_REGRESSION |
0.6199769 |
1 10-6 |
Différence relative des déplacements \(\mathrm{DY}\) |
NON_REGRESSION |
1.0302272 |
1 10-6 |
Différence relative des moments \({M}_{yy}\) |
NON_REGRESSION |
1.1531708 |
1 10-6 |
Différence relative des rotations \(\mathrm{DRX}\) |
NON_REGRESSION |
4.3790437 |
1 10-6 |
PHASE ELASTIQUE \(t=2,25\) |
|||
Différence relative des moments \({M}_{yy}\) |
NON_REGRESSION |
-0.279039 |
1 10-6 |
Différence relative des rotations \(\mathrm{DRX}\) |
NON_REGRESSION |
-0.045021 |
1 10-6 |
PHASE RECHARGEMENT \(t=3,0\) |
|||
Différence relative des efforts \({N}_{xx}\) |
NON_REGRESSION |
0.0725839 |
1 10-6 |
Différence relative des déplacements \(\mathrm{DY}\) |
NON_REGRESSION |
0.5134477 |
1 10-6 |
Différence relative des moments \({M}_{yy}\) |
NON_REGRESSION |
-0.305571 |
1 10-6 |
Différence relative des rotations \(\mathrm{DRX}\) |
NON_REGRESSION |
-0.074300 |
1 10-6 |
PHASE DECHARGEMENT \(t=3,5\) |
|||
Différence relative des efforts \({N}_{xx}\) |
NON_REGRESSION |
0.0725839 |
1 10-6 |
Différence relative des déplacements \(\mathrm{DY}\) |
NON_REGRESSION |
0.5134477 |
1 10-6 |
Différence relative des moments \({M}_{yy}\) |
NON_REGRESSION |
-0.305571 |
1 10-6 |
Différence relative des rotations \(\mathrm{DRX}\) |
NON_REGRESSION |
-0.074300 |
1 10-6 |
Diagrammes comparés desefforts \({N}_{xx}\) – en fonction du déplacement \(\mathrm{DX}\) imposépour le chargement \(\mathrm{f1}\) :
Diagrammes comparés du moment \({M}_{yy}\) en fonction de la rotation \(\mathrm{DRY}\) imposéepour le chargement \(\mathrm{f1}\) :
Diagrammes comparés déplacement \(\mathrm{DY}\) (dû à l’effet de Poisson)pour le chargement \(\mathrm{f1}\) :
Diagrammes comparés rotation \(\mathrm{DRX}\) (dû à l’effet de Poisson)pour le chargement \(\mathrm{f1}\) :
Diagrammes de l’évolution de l’endommagement du modèle GLRC_DM ( \({d}_{1}\) pour la face supérieure et \({d}_{2}\) pour la face inférieure) en fonction du temps:
5.4. Grandeurs testées et résultats : deuxième chargement (membrane deux fois plus rapide que flexion)#
On compare les forces moyennes selon l’axe \(\mathit{Ox}\) , les déplacements moyens selon l’axe \(\mathit{Oy}\) , les moments moyens selon l’axe \(\mathit{Oy}\) et les rotations moyennes selon l’axe \(\mathit{Ox}\) en \(\mathrm{A2}-\mathrm{A4}\) obtenus par la modélisation multi-couches (référence) et par celle reposant sur le modèle GLRC_DM, en terme de différences relatives; les tolérances sont prises en valeur relative sur ces différences relatives (non-régression):
Identification |
Type de référence |
Valeur de référence |
Tolérance |
PHASE ELASTIQUE \(t=0,2\) |
|||
Différence relative des efforts \({N}_{xx}\) |
NON_REGRESSION |
0.076636834 |
1 10-6 |
Différence relative des déplacements \(\mathrm{DY}\) |
NON_REGRESSION |
0.04157561 |
1 10-6 |
PHASE ELASTIQUE \(t=0,25\) |
|||
Différence relative des moments \({M}_{yy}\) |
NON_REGRESSION |
0.704009303 |
1 10-6 |
Différence relative des rotations \(\mathrm{DRX}\) |
NON_REGRESSION |
0.598054490 |
1 10-6 |
PHASE ENDOMMAGEMENT \(t=0,5\) |
|||
Différence relative des efforts \({N}_{xx}\) |
NON_REGRESSION |
0.123330386 |
1 10-6 |
Différence relative des déplacements \(\mathrm{DY}\) |
NON_REGRESSION |
0.255062957 |
1 10-6 |
PHASE ENDOMMAGEMENT \(t=1,0\) |
|||
Différence relative des moments \({M}_{yy}\) |
NON_REGRESSION |
-0.07043058 |
1 10-6 |
Différence relative des rotations \(\mathrm{DRX}\) |
NON_REGRESSION |
0.469177765 |
1 10-6 |
PHASE DECHARGEMENT \(t=1,5\) |
|||
Différence relative des efforts \({N}_{xx}\) |
NON_REGRESSION |
0.011450607 |
1 10-6 |
Différence relative des déplacements \(\mathrm{DY}\) |
NON_REGRESSION |
0.341544237 |
1 10-6 |
Différence relative des moments \({M}_{yy}\) |
NON_REGRESSION |
-0.40261933 |
1 10-6 |
Différence relative des rotations \(\mathrm{DRX}\) |
NON_REGRESSION |
0.418428062 |
1 10-6 |
PHASE ELASTIQUE \(t=2,25\) |
|||
Différence relative des moments \({M}_{yy}\) |
NON_REGRESSION |
-0.20854202 |
1 10-6 |
Différence relative des rotations \(\mathrm{DRX}\) |
NON_REGRESSION |
0.194832056 |
1 10-6 |
PHASE ELASTIQUE \(t=2,5\) |
|||
Différence relative des efforts \({N}_{xx}\) |
NON_REGRESSION |
0.444039545 |
1 10-6 |
Différence relative des déplacements \(\mathit{DY}\) |
NON_REGRESSION |
0.621203835 |
1 10-6 |
PHASE RECHARGEMENT \(t=3,0\) |
|||
Différence relative des moments \({M}_{yy}\) |
NON_REGRESSION |
-0.01497317 |
1 10-6 |
Différence relative des rotations \(\mathit{DRX}\) |
NON_REGRESSION |
0.363498924 |
1 10-6 |
PHASE DECHARGEMENT \(t=3,5\) |
|||
Différence relative des efforts \({N}_{xx}\) |
NON_REGRESSION |
0.058363999 |
1 10-6 |
Différence relative des déplacements \(\mathit{DY}\) |
NON_REGRESSION |
0.178663987 |
1 10-6 |
Différence relative des moments \({M}_{yy}\) |
NON_REGRESSION |
-0.33210745 |
1 10-6 |
Différence relative des rotations \(\mathit{DRX}\) |
NON_REGRESSION |
-0.23297047 |
1 10-6 |
Diagrammes comparés de la force \(\mathrm{FX}\) ( efforts \({N}_{xx}\) ) – en fonction du déplacement \(\mathrm{DX}\) imposé pour le chargement \(\mathrm{f2}\) :
Diagrammes comparés moment \({M}_{yy}\) en fonction de la rotation \(\mathrm{DRY}\) imposéepour le chargement \(\mathrm{f2}\) :
Diagrammes comparés déplacement \(\mathrm{DY}\) (dû à l’effet de Poisson)pour le chargement \(\mathrm{f2}\) :
Diagrammes comparés rotation \(\mathrm{DRX}\) (dû à l’effet de Poisson)pour le chargement \(\mathrm{f2}\) :
Diagrammes del’évolution de l’endommagement du modèle GLRC_DM ( \({d}_{1}\) pour la face supérieure et \({d}_{2}\) pour la face inférieure) en fonction du temps:
Remarques
Ces résultats sont obtenus en utilisant les paramètres matériau qui ont été identifiés à partir des tests A (pour les paramètres de membrane) et B (pour les paramètres de flexion). Bien que les résultats du modèle GLRC_DMen traction – compression pure et en flexion pure soient très satisfaisants par rapport au calcul de référence multicouche, l’erreur du modèle GLRC_DMen couplage de membrane – flexion dans la phase non-linéaire est notable. On constate que la réponse en phase élastique est juste et que la différence est due au critère d’apparition de l’endommagement. Par référence aux courbes, on constate qu’en couplage de membrane – flexion, les seuils d’endommagement (\({N}_{D}\) et \({M}_{D}\) ) déjà identifiés à partir des tests traction-compression pure et la flexion pure, donnent une surestimation en cas de couplage flexion-membrane par rapport à la solution de référence. Cela engendre une erreur notable dans les phases suivantes.
On propose d’abaisser les valeurs de \({N}_{D}\) et \({M}_{D}\) de 10% afin de diminuer cette erreur-là. (cf. [R7.01.32] modèle GLRC_DM, §3.2.1).
5.5. Grandeurs testées et résultats : chargement élastique#
Dans cette modélisation, on vérifie que les résultats obtenus pour un chargement élastique sont identiques pour:
un calcul MECA_STATIQUE avec une loi ELAS_GLRC
un calcul STAT_NON_LINE avec une loi ELAS_GLRC
un calcul STAT_NON_LINE avec une loi GLRC_DM
On compare les efforts membranaires suivant x et les moments de flexion suivant x à l’instant \(t=1s\) pour le point situé en \(x=0,83333m\) et en \(y=0,9166667m\) .
Identification |
Type de référence |
Valeur de référence |
Tolérance |
\({N}_{xx}\) pour le calcul 1 |
NON_REGRESSION |
7.14 105 |
1 10-6 |
\({N}_{xx}\) pour le calcul 2 |
NON_REGRESSION |
7.14 105 |
1 10-6 |
\({N}_{xx}\) pour le calcul 3 |
NON_REGRESSION |
7.14 105 |
1 10-6 |
\({M}_{xx}\) pour le calcul 1 |
NON_REGRESSION |
1.93 104 |
1 10-6 |
\({M}_{xx}\) pour le calcul 2 |
NON_REGRESSION |
1.93 104 |
1 10-6 |
\({M}_{xx}\) pour le calcul 3 |
NON_REGRESSION |
1.93 104 |
1 10-6 |
On fait de même pour tester ELAS_DHRC. On vérifie que les trois calculs donnent les mêmes résultats:
un calcul MECA_STATIQUE avec une loi ELAS_DHRC
un calcul STAT_NON_LINE avec une loi ELAS_DHRC
un calcul STAT_NON_LINEavec une loi DHRC
On compare les efforts membranaires suivant \(x\) et les moments de flexion suivant \(x\) à l’instant \(t=1s\) pour le point situé en \(x=0,83333m\) et en \(y=0,9166667m\) .
Identification |
Type de référence |
Valeur de référence |
Tolérance |
\({N}_{xx}\) pour le calcul 1 |
NON_REGRESSION |
7.10 105 |
1 10-6 |
\({N}_{xx}\) pour le calcul 2 |
NON_REGRESSION |
7.10 105 |
1 10-6 |
\({N}_{xx}\) pour le calcul 3 |
NON_REGRESSION |
7.10 105 |
1 10-6 |
\({M}_{xx}\) pour le calcul 1 |
NON_REGRESSION |
1.82 104 |
1 10-6 |
\({M}_{xx}\) pour le calcul 2 |
NON_REGRESSION |
1.82 104 |
1 10-6 |
\({M}_{xx}\) pour le calcul 3 |
NON_REGRESSION |
1.82 104 |
1 10-6 |