5. Mise en œuvre du TP#
5.1. Objectifs du TP#
Il s’agit de mener à bien un calcul chaînant thermo-hydratation, séchage et mécanique.
Ce TP permet de:
mettre en œuvre un calcul thermique et de séchage dans Code_Aster: gestion du chargement, des matériaux, du comportement et des paramètres de THER_NON_LINE et SECH_NON_LINE ;
comprendre et mettre en œuvre la notion de variable de commande;
définir des paramètres d’une loi de comportement qui dépendent de variables de commandes;
5.2. Géométrie et maillage#
La géométrie et le maillage (quadratique) sont fournis. Il suffit d’importer le fichier med qui peut être récupéré dans les sources de salome_meca (répertoire XXX/salome_meca/VYYY/tools/Code_aster_stable_ZZZZ/share/aster/tests ) et qui s’intitule forma41a.20 ou forma41.mmed selon la version.
5.3. Première étape : calcul élastique#
Le calcul élastique correspond à la modélisation A. On propose de partir directement de ce fichier.
Démarrer dans AsterStudy en important le cas test forma41a. Selon la version de code_aster utilisée: - soit l’’étude est décomposée en 2 étapes: la première définit le maillage, le modèle, les matériaux; la deuxième définit les chargements mécaniques, lance le calcul mécanique et propose quelques post-traitements - soit l’étude est d’un seul bloc et il est conseillé de la découper en 2 étapes, selon la même répartition (Operations/Insert a Stage Above puis en copiant-collant les différentes commandesd’un Stage à l’autre). |
Définissez les fichiers de sortie puis lancer le calcul. Ouvrir le fichier résultat dans Paravis et observer l’état de contrainte de la poutre. |
5.4. Deuxième étape : ajout du calcul de thermo-hydratation et prise en compte du retrait d’hydratation#
L’objectif est ici de réaliser en amont du calcul mécanique le calcul de thermo-hydratation puis de prendre en compte la dilatation thermique et le retrait endogène dans le calcul mécanique.
On rappelle que l’idée est de faire le calcul thermique avec un maillage linéaire et le calcul mécanique avec le maillage quadratique, ce qui implique une étape de projection.
1e étape: réalisation du calcul de thermo-hydratation (Stage 1)
Créer un nouveau maillage linéaire à partir du maillage quadratique initial avec CREA_MAILLAGE. (Remarque: le maillage linéaire peut aussi être, ou avoir été obtenu, dans Mesh) |
Créer un modèle THERMIQUE utilisant la modélisation 3D_DIAG. Remarque: le calcul thermique ne sera fait que sur le béton (les aciers ne sont pas pris en compte). |
Définir les paramètres thermiques dans DEFI_MATERIAU (l’utilisateur peut indifféremment complé t er un concept existant ou en créer un nouveau ). Pour la loi THER_NL qui permet de simuler la thermo-hydratation, il faut définir: - la conductivité, et la chaleur d’hydratation du béton - les fonctions affinités et enthalpies à l’aide de la commance CALC_FONC_INTERP. Affecter le matériau aux mailles de béton sur le maillage linéaire ou le modèle thermique. |
Définir le chargement thermique sur les faces concernées dans AFFE_CHAR_CINE_F avec THER_IMPO. |
Définir une liste d’instants de 0 à 100 jours qui passe par 10 jours et 30 jours (attention liste définie en secondes, utiliser une discrétisation suffisamment fine notamment dans les 10 premiers jours où la température varie rapidement). Définir une liste d’archivage peut également être utile pour ne pas stocker tous les pas de temps pour le calcul mécanique. |
Utiliser THER_NON_LINE pour résoudre le problème de thermique en utilisant la relation THER_HYDR |
Calculer le champ d’hydratation au nœud avec CALC_CHAMP. |
2e étape: mise à jour du calcul mécanique (Stage 2)
Créer une fonction de la température définissant le module d’Young. |
Modifier les paramètres mécaniques dans DEFI_MATERIAU avec ELAS_FO. Ajouter le coefficient de dilatation et de retrait endogène. |
Utiliser PROJ_CHAM pour projeter les résultats de thermique du maillage linéaire vers le maillage quadratique. |
Ajouter dans AFFE_MATERIAU les variables de commande température et hydratation associées au résultat . Ne pas oublier de spécifier les valeurs de références. |
Définissez une listed’instants pertinente et la fonction de chargement pourla commande MECA_STATIQUE déjà présente. Supprimer le chargement de flexion et arrêter le calcul un pas avant la fin. |
Ajouter une commande MECA_STATIQUE avec le chargement de flexion qui calculele dernier instant. |
Ajouter dans CALC_CHAM le calcul de l’option EPVC_ELNO qui calcule les déformations dues aux retraits. |
Lancer le calcul et visualiser les résultats. Ne pas hésiter à faire varier la discrétisation temporelle pour vérifier la pertinence de la solution. |
5.5. Troisième étape : ajout du calcul de séchage et prise en compte des retraits#
1e étape: ajout du calcul de séchage (Stage 1 & nouveau Stage2)
2e étape: mise à jour du calcul mécanique (Stage 1 &3)
Ajouter le retrait de dessication dans DEFI_MATERIAU/ELAS_FO. |
Utiliser PROJ_CHAM pour projeter le résultat de séchage. |
Ajouter dans AFFE_MATERIAU la variables de commande séchage associées au résultat précédent projeté. Ne pas oublier de spécifier lavaleurs de référence. |
Ajuster si besoin la liste d’instants pour la commande MECA_STATIQUE déjà présente. |
Lancer le calcul et visualiser les résultats. Ne pas hésiter à faire varier la discrétisation temporelle pour vérifier la pertinence de la solution. |
5.6. Analyse des résultats#
On pourra utiliser le module VISU ou PARAVIS de Salomé pour visualiser les champs de déplacements, de contraintes et de déformation.
On pourra par exemple visualiser les contraintes le long du segment \(\mathrm{BF}\) et observer les contraintes de traction élevéesen peau dues au retrait de dessiccation, vérifier les déformations liées aux différentes variables de commande.
Le résultat final correspond à la modélisation B du test FORMA41.