Code_Aster ®
Version
7.4
Titre :
Opérateur POST_FATI_ALEA
Date :
04/02/05
Auteur(s) :
S. CAMBIER, A.M. DONORE Clé
:
U4.84.03-E Page
: 1/6
Organisme(s) : EDF-R&D/AMA
Manuel d'Utilisation
Fascicule U4.8- : Post-traitement et analyses dédiées
Document : U4.84.03
Opérateur POST_FATI_ALEA
1 But
Calculer le dommage de fatigue subi par une structure soumise à une sollicitation de type aléatoire.
Pour ce faire POST_FATI_ALEA permet à partir de la donnée des moments spectraux caractérisant
entièrement le signal aléatoire :
·
d'extraire par une méthode statistique de comptage de cycles (méthode de comptage de pics
de contraintes ou méthode de dépassements d'un niveau donné) le nombre de cycles
élémentaires de chargement subi par la structure,
·
de déterminer le dommage élémentaire associé à chaque cycle élémentaire à l'aide de la
courbe de Wöhler du matériau,
·
de déterminer le dommage moyen pendant la durée du signal.
D'autre part, il est possible de tenir compte de l'influence du coefficient de concentration
élasto-plastique.
Le dommage moyen est stocké dans une table : tabl_post_f_alea.
Manuel d'Utilisation
Fascicule U4.8- : Post-traitement et analyses dédiées
HT-66/05/004/A
Code_Aster ®
Version
7.4
Titre :
Opérateur POST_FATI_ALEA
Date :
04/02/05
Auteur(s) :
S. CAMBIER, A.M. DONORE Clé
:
U4.84.03-E Page
: 2/6
2 Syntaxe
tabl_post_f_alea = POST_FATI_ALEA
(
# Introduction du chargement aléatoire
/ MOMENT_SPEC_0
=
0
,
[R]
MOMENT_SPEC_2
=
2
,
[R]
MOMENT_SPEC_4
=
4
,
[R]
/
TABL_POST_ALEA
=
table
,
[tabl_post_alea]
# Méthode de comptage de cycles
COMPTAGE = / 'PIC' ,
/
'NIVEAU'
,
DUREE
=
/
duree
,
[R]
/
1.
,
[DEFAUT]
# Coefficient de correction élasto-plastique Ke
CORR_KE = 'RCCM'
,
# Calcul du dommage élémentaire
DOMMAGE = 'WOHLER' ,
MATER
=
mater
,
[mater]
TITRE
=
titre
,
[l_Kn]
)
Manuel d'Utilisation
Fascicule U4.8- : Post-traitement et analyses dédiées
HT-66/05/004/A
Code_Aster ®
Version
7.4
Titre :
Opérateur POST_FATI_ALEA
Date :
04/02/05
Auteur(s) :
S. CAMBIER, A.M. DONORE Clé
:
U4.84.03-E Page
: 3/6
3 Opérandes
3.1 Opérandes
TABL_POST_ALEA / MOMENT_SPEC_0 / MOMENT_SPEC_2 /
MOMENT_SPEC_4
Ces opérandes permettent d'introduire la valeur des trois moments spectraux d'ordre 0, 2 et 4 qui
peuvent avoir été déterminés par la commande POST_DYNA_ALEA [U4.84.04].
Ces valeurs caractérisent complètement le signal aléatoire pour les méthodes statistiques de
comptage des cycles :
·
méthode de comptage de pics de contraintes, qui utilise 0, 2 et 4,
·
méthode de comptage de dépassement d'un niveau donné, qui nécessite seulement la
donnée de 0 et 2.
/ MOMENT_SPEC_0
=
0
,
[R]
MOMENT_SPEC_2
=
2
,
[R]
MOMENT_SPEC_4
=
4
,
[R]
On fournit la valeur du moment spectral à la suite de l'opérande correspondant.
/
TABL_POST_ALEA
=
table
,
[tabl_post_alea]
Permet de spécifier le nom d'une table créée par POST_DYNA_ALEA [U4.84.04], dans laquelle sont
stockées des valeurs de moments spectraux (0, 2, 4), pour divers modes ou divers noeuds.
Les valeurs sont relues et on calcule une valeur de dommage moyen pour chaque triplet de moments
spectraux rencontré dans la table.
Cependant, la méthode de calcul du dommage moyen n'étant valide que pour des chargements
homogènes à des contraintes, on émet une alarme lorsque le calcul du dommage moyen ne
correspond pas à des densités spectrales de puissance homogènes à des contraintes (DSP_CONT).
3.2 Opérande
COMPTAGE
COMPTAGE =
Pour pouvoir calculer le dommage subi par une structure, il faut préalablement extraire les cycles
élémentaires de l'histoire de chargement.
/
'PIC'
,
Permet de choisir la méthode de comptage des pics de contraintes pour déterminer les
cycles élémentaires du chargement aléatoire [R7.04.02].
/
'NIVEAU'
,
Permet de choisir la méthode de comptage des dépassements d'un niveau donné pour
déterminer les cycles élémentaires du chargement aléatoire [R7.04.02].
3.3 Opérande
DUREE
DUREE
=
/
duree
,
[R]
/
1.
,
[DEFAUT]
Permet d'introduire la donnée de la durée du signal qui intervient dans l'expression du dommage
moyen [R7.04.02].
Manuel d'Utilisation
Fascicule U4.8- : Post-traitement et analyses dédiées
HT-66/05/004/A
Code_Aster ®
Version
7.4
Titre :
Opérateur POST_FATI_ALEA
Date :
04/02/05
Auteur(s) :
S. CAMBIER, A.M. DONORE Clé
:
U4.84.03-E Page
: 4/6
3.4 Opérande
CORR_KE
CORR_KE =
'RCCM' ,
Cet opérande permet de tenir compte d'un coefficient de concentration élasto-plastique Ke , qui
est défini par le RCC-M comme étant le rapport entre l'amplitude de déformation réelle et
l'amplitude de déformation déterminée par une analyse élastique.
K = 1
si
< 3S
e
m
K = 1+ (1- n)
e
( /3Sm - )1/(n(m- )1) si 3S
< < 3m S
m
m
K = 1/ n
si 3m S
e
m
<
où Sm est la contrainte maximale admissible, et n et m deux constantes dépendant du matériau.
Les valeurs de S
n
m
m ,
et
sont introduites dans l'opérateur DEFI_MATERIAU [U4.43.01] sous le
mot clé FATIGUE et les opérandes SM_KE_RCCM, N_KE_RCCM, et M_KE_RCCM.
3.5 Opérande
DOMMAGE
DOMMAGE = 'WOHLER' ,
Cet opérande permet de spécifier la méthode de calcul du dommage, qui dans le cas d'une
sollicitation de type aléatoire est la méthode de Wöhler.
Pour calculer le dommage, l'utilisateur doit introduire dans l'opérateur DEFI_MATERIAU
[U4.43.01], la courbe de Wöhler du matériau qui peut être donnée sous trois formes
mathématiques distinctes [R7.04.02] :
·
fonction discrétisée point par point (mot clé FATIGUE, opérande WOHLER),
·
forme analytique de Basquin (mot clé FATIGUE, opérandes A_BASQUIN et
BETA_BASQUIN),
·
forme "zone courante" (mot clé FATIGUE, opérandes E_REFE, A0, A1, A2, A3 et SL et
mot clé ELAS opérande E).
Remarque sur les courbes de fatigue :
Pour les petites amplitudes, le problème du prolongement de la courbe de fatigue peut se
poser : par exemple, pour les courbes de fatigue du RCC-M au-delà de 106 cycles, la
contrainte correspondante, 180 MPa est considérée comme limite d'endurance, c'est-à-dire
que toute contrainte inférieure à 180 MPa doit produire un facteur d'usage nul ou un nombre
de cycles admissible infini.
La méthode adoptée ici correspond à cette notion de limite d'endurance : si l'amplitude de
contrainte est inférieure à la première abscisse de la courbe de fatigue, alors on prend un
facteur d'usage nul c'est-à-dire un nombre de cycles admissible infini.
3.6 Opérande
MATER
MATER = mater ,
Permet de spécifier le nom du matériau mater créé par DEFI_MATERIAU [U4.43.01].
Le matériau mater doit contenir au minimum la définition de la courbe de Wöhler du matériau
[R7.04.02].
Si l'on désire tenir compte d'un coefficient de concentration élasto-plastique Ke , il faut de plus
avoir spécifié les données matériau (N, M et SM) nécessaires au calcul de Ke .
3.7 Opérande
TITRE
TITRE = titre ,
Titre associé à la table.
Manuel d'Utilisation
Fascicule U4.8- : Post-traitement et analyses dédiées
HT-66/05/004/A
Code_Aster ®
Version
7.4
Titre :
Opérateur POST_FATI_ALEA
Date :
04/02/05
Auteur(s) :
S. CAMBIER, A.M. DONORE Clé
:
U4.84.03-E Page
: 5/6
3.8 Table
produite
L'opérateur POST_FATI_ALEA crée une table, TABL_POST_F_ALEA, qui comprend 1 paramètre :
DOMMAGE : valeur du dommage moyen sur la durée du signal.
Remarque :
Dans le cas où l'on a utilisé l'opérande TABL_POST_ALEA pour introduire les valeurs des
moments spectraux, on stocke dans la table, la valeur du dommage moyen sur la durée du signal,
pour chaque triplet de moments spectraux présent dans la table.
La commande IMPR_TABLE [U4.91.03] permet d'imprimer la table produite.
4 Exemple
mate = DEFI_MATERIAU
(
FATIGUE = _F (A_BASQUIN
= 1.001730939 E14 ,
BETA_BASQUIN
=
4.065 )
)
table = POST_FATI_ALEA (
MOMENT_SPEC_0
= 182.5984664 ,
MOMENT_SPEC_2
= 96098024.76 ,
MOMENT_SPEC_4
= 6.346193569E+13
,
COMPTAGE
=
'PIC'
,
DOMMAGE =
'WOHLER'
,
MATER
=
mate ,
)
Manuel d'Utilisation
Fascicule U4.8- : Post-traitement et analyses dédiées
HT-66/05/004/A
Code_Aster ®
Version
7.4
Titre :
Opérateur POST_FATI_ALEA
Date :
04/02/05
Auteur(s) :
S. CAMBIER, A.M. DONORE Clé
:
U4.84.03-E Page
: 6/6
Page laissée intentionnellement blanche.
Manuel d'Utilisation
Fascicule U4.8- : Post-traitement et analyses dédiées
HT-66/05/004/A
Document Outline