Code_Aster ®
Version
7.4
Titre :
SSNV144 Coude en flexion en grands déplacements
Date
:
07/11/05
Auteur(s) :
J.M. PROIX, P. MASSIN Clé
:
V6.04.144-A Page :
1/6
Organisme(s) : EDF-R&D/AMA
Manuel de Validation
Fascicule V6.04 : Statique non linéaire des structures volumiques
Document V6.04.144
SSNV144 - Coude en flexion en grands
déplacements
Résumé :
Ce test valide la modélisation des phénomènes de flexion de coque en grands déplacements dans le domaine
élastique ou élastoplastique : un coude de tuyauterie, prolongé par des tuyaux droits est soumis à une flexion
dans son plan. La tuyauterie est épaisse (de dimensions semblables aux coudes des circuits primaires). La
solution de référence est numérique : elle est obtenue avec Code_Aster à l'aide d'un maillage 3D du coude.
La modélisation est effectuée avec des éléments COQUE_3D en grands déplacements ou en élastoplasticité.
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1
Problème de référence
Le coude a pour rayon de courbure : Rc = 1.25m
A
L
B
Rc
L
Y
Mz
C
D
X
La section tubulaire a pour rayon moyen R = 395.5mm et pour épaisseur e = 77mm.
1.1
Propriétés des matériaux
Le matériau est élastoplastique avec écrouissage linéaire isotrope.
E = 2.E11 Pa
= 0.3
Limite d'élasticité SIGY = 200.106 Pa
Module d'écrouissage D_SIGM_EPSI = 2.1010 Pa
1.2
Conditions aux limites et chargements
Encastrement en A (correspondant à la section de tuyauterie nommée CERCLE1).
Moment MZ imposé en D (correspondant à CERLCE2) croissant jusqu'à :
Incrément 1
Mz = 308670215.2 Nm
Dans le cas du calcul en grands déplacement, Mz est atteint en 10 incréments égaux
1.3 Conditions
initiales
Sans objet.
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2
Solution de référence
2.1
Méthode de calcul utilisée pour la solution de référence
En élasticité linéaire, cf [V6.02.117] on effectue une comparaison à d'autres résultats numériques
obtenus avec Code_Aster sur un maillage 3D du coude et des parties droites, reliées aux extrémités à
des poutres droites. Ce maillage 3D comporte 1024 mailles HEXA20. Une modélisation COQUE_3D
donne des résultats proches.
2.2
Résultats de référence
Pour un moment appliqué Mz en D, le déplacement DY du même point D vaut :
Moment
Dy point D (m) (3D)
Dy point D (m) (COQUE_3D)
3.08670D+08 1.09349D02
1.08875D02
2.3
Incertitude sur la solution
Du fait que la solution de référence est numérique, on peut évaluer la précision d'après [§2.2] à 2% par
comparaison des solutions 3D et COQUE_3D.
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3 Modélisation
A
3.1
Caractéristiques de la modélisation
COQUE_3D
3.2
Caractéristiques du maillage
Nombre de noeuds : 1480
Nombre de mailles et type : 360 QUAD9
3.3
Fonctionnalités testées
Commandes Options
AFFE_MODELE 'MECANIQUE'
'COQUE_3D'
DEFI_MATERIAU 'ECRO_LINE'
DEFI_MATERIAU 'ELAS'
AFFE_CARA_ELEM COQUE
STAT_NON_LINE VMIS_ISOT_LINE
STAT_NON_LINE DEFORMATION GREEN_GR
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4
Résultats de la modélisation A
4.1 Valeurs
testées
Pour comparer les résultats du calcul élastique linéaire (MECA_STATIQUE) avec la solution de
référence, on compare les déplacements de 4 noeuds de la section du tube correspondant au point D
(CERCLE 2).
Incrément de charge
DY du point D
1 : Mz =3.08670D+06Nm
DY (m)
Calcul linéaire :
Noeud
Référence
Aster
% diff
(COQUE_3D)
N1157 1.08875D03
1.08154D-03
0.6
N1104 1.08875D03
1.09424D-03 0.5
N1109 1.08875D03
1.08427D-03 0.4
N1099 1.08875D03
1.08427D-03 0.4
Les tests des calculs non linéaires sont des tests de non régression.
Calcul élastoplastique (non régression)
Noeud
Aster
N1157 1.079288D-03
N1104 1.09199D-03
N1109 1.082028D-03
N1099 1.082028D-03
Calcul grands déplacements (non régression) :
Noeud
Aster
N1157 1.079777D-03
N1104 1.09299D-03
N1109 1.082769D-03
N1099 1.082769D
-03
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5
Synthèse des résultats
Ce test permet de valider les éléments COQUE_3D en linéaire et non linéaire géométrique pour une
géométrie réelle possédant deux courbures. Les résultats sont proches (moins de 1%) de la référence
numérique en élasticité.
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