Pôle Régional de Modélisation en Sciences de l’Ingénieur Proposition d’un nouveau projet 4 Mai 2000 1 Mai 2000 Pôle Modélisation

Présentation du projet Titre : Analyse des tôles minces à double épaisseur renforcée Objectif : Mise au point d’une méthode d’homogénéisation Participants : - CETIM : Département CAO-Calcul Senlis - UPJV : LMCAO St-Quentin Mai 2000 Pôle Modélisation 2

Conception et calcul à pression le transport Citerne et Container Respect des réglementations des appareils à pression Respect des réglementations concernant le transport Citerne et Container 3 Mai 2000 Pôle Modélisation

Conception et calcul Châssis de véhicule Poids minimal Rigidité maximale Sécurité et fiabilité Durée de vie en fatigue Réduire le nombre de prototypes Châssis de véhicule 4 Mai 2000 Pôle Modélisation

Conception et calcul Hélices et Ventilateurs Structures élancées Flexion due à la pression de l’air Traction due aux effets centrifuges Hélices et Ventilateurs 5 Mai 2000 Pôle Modélisation

Recherche de meilleures performances Enjeux industriels 1 - Pourquoi une nouvelle conception des tôles ? Recherche de meilleures performances Réduction du poids et optimisation des répartitions Masse - Inertie 2 - Quels types de tôles ? Tôles minces à double épaisseur renforcée 3 - Quel outil de modélisation ? Homogénéisation : moins coûteuse / calcul 3D 6 Mai 2000 Pôle Modélisation

Technique d’homogénéisation Renfort en nid d’abeille Volumes élémentaires (a) : 3D (b) : 2D Tôles renforcées : renfort vertical Tôle équivalente du type coque Exemples de tôles renforcées : Renfort en nid d’abeille Renfort ondulé 7 Mai 2000 Pôle Modélisation

Méthodologie 1- Homogénéisation (passage micro-macro) : Paramètres équivalents : Traction, Flexion, Cisaillement… Réalisation d’un module d’homogénéisation 2 - Calcul de structure sur une tôle équivalente (ex : type coque) : Confrontation des prévisions num. / résultats exp. 3 - Localisation (passage macro-micro) : Analyse des contraintes locales Critère de tenue de la structure 8 Mai 2000 Pôle Modélisation

Programme prévisionnel 1 - Recherche bibliographique en homogénéisation (coques minces) 2 - Mise au point d’un module de calcul (appl. avec un motif donné) 3 - Implantation du module dans un code de calcul (CASTOR) 3 - Dimensionnement des structures (calculs statique et dynamique) 4 - Analyse microscopique (contraintes et instabilité locales) 5 - Validation numérique et confrontation avec l’expérience 9 Mai 2000 Pôle Modélisation

Objectif de valorisation 1 - Diffusion des logiciels intégrant les modules développés 2 - Formation continue plus méthodologie 3 - Prestation de service pour des applications directes 10 Mai 2000 Pôle Modélisation

Partenaires hors pôle 1 - Industriels intéressés par la nouvelle conception (ex : Sollac) Automobile Aéronautique Construction navale Ferroviaire 2 - Laboratoires de recherche (ex. IMT – Marseille) Prise en compte des travaux antérieurs Mai 2000 Pôle Modélisation 11

Quelques références bibliographiques S. Bourgeois, O. Debordes, P. Patou, Homogénéisation et plasticité des tôles minces, Revue Euro. des Eléments Finis , vol. 7, N° 12-3, p. 39-54, 1998. S. Bourgeois, Modélisation numérique des Panneaux Structuraux Légers, Thèse de Doctorat, Université Aix-Marseille II, 1997. D. Caillerie, Thin elastic and periodic plates, Math. Meth. Appli. Sc, N° 6, p. 159-191, 1984. M. Guessasma, Contribution à la détermination des domaines de résistance de matériaux hétérogènes non périodiques, Thèse de Doctorat, Université Grenoble I, 1999. J. J. Marigo, P. Miallon, J. C. Miche, P. Suquet, Plasticité et homogénéisation : un exemple de prévision des charges limites d’une structure hétérogène périodique, Jl. Theo. Appli. Mech., Vol. 6, N° 1, p. 47-75, 1987. P. Suquet, Plasticité et Homogénéisation, Thèse d’Etat, Université Paris IV, 1982. G. Tomasi, Influence de glissements interlaminaires sur le comportement des composites stratifiés, Thèse de Doctorat, Université Paris VI, 1993. 12 Mai 2000 Pôle Modélisation

1 thésard (3 ans) : Allocation de recherche Budget 1 thésard (3 ans) : Allocation de recherche Fonctionnement : CETIM 50 kF/an LMCAO 50 kF/an Investissement : CETIM 150 kF en 3 ans LMCAO 150 kF en 3 ans 13 Mai 2000 Pôle Modélisation