Etude éléments finis - Calcul d’expertise

1. Etude éléments finis - Calcul d’expertise Suite à la rupture d ’écrases tubes utilisés par les agents GDF. La présentation est animée, avancez à votre vitesse par un simple clic Vous pouvez reprendre cette étude par vous-même, c’est un des projets proposés. Bonne lecture

2. On sait que la pièce casse dans cette zone. Présentation du problème Les dimensions de l’étau sont données Données vérifiées expérimentalement Matériau : Aluminium AS 7 G 06 E = 74 000 MPa v = 0.34 r = 150 MPa Charge d ’écrasement d’un tube : F = 46 000 N Objectif : calcul d’expertise

3. Pour passer en 2D nous ne tenons pas compte de l’arrondi du mors bas, et le trou d’axe n’est pas modélisé. pression qui équilibre la pression du tube sur le mors bas Le modèle ainsi défini possède 3 modes rigides La pression du tube est supposée uniforme elle est appliquée sur la largeur d’écrasement du tube et centrée par rapport à l’axe d’écrasement Choix de la hauteur modélisée maximale Donnera une contrainte calculée plus faible que dans la réalité  expertise Hypothèses de modélisation Seule la pièce principale est modélisée Compte tenu de l’épaisseur de la pièce 2 hypothèses de comportement 2D peuvent être envisagées : Contraintes planes Déformations planes Ces hypothèses seront toutes validées par différents calculs.

4. Zone non contrainte, maillage suffisant le trou d’axe peut être négligé. Surfaces fortement contrainte La précision de ce modèle dans cette zone est de l’ordre de 20 MPa En affinant le maillage on obtient 330 MPa Résultats des calculs Contraintes maximales situées dans la zone de rupture observée. Unité : MPa Ce modèle en déformations planes donne 290 MPa Ce modèle avec une hauteur de mors moyenne donne 350 MPa Ces calculs confirment que la contrainte dépasse largement la contrainte de rupture150 MPa

5. Optimisation de maillage L’optimisation est réalisée avec SAMCEF & algorithme externe Sur chaque élément le gradient de contrainte est faible, et il y a continuité des contraintes entre les éléments. La convergence du modèle numérique est assurée. Ces résultats confirment ceux de notre étude Principe du maillage adaptatif Exemple d’un cylindre sous pression 89 éléments, erreur = 7,21 % 9 éléments, erreur = 12,8 % 89 éléments, erreur = 7,21 % Extrait de : "Adaptative finite element methods, a review" LY. Li - P. Bettess , Mech. Rev. Oct. 97. 500 éléments, erreur = 5,0 %

6. 6149 éléments de degré 1 Ces résultats confirment ceux de notre étude Unité : MPa Modèle 3D directement issu de la DAO