Modélisation de structures lamifiées élastomère-métal à l'aide d'une méthode de réduction de modèles - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2006

Modelisation of laminated rubber bearings with a model reduction method

Modélisation de structures lamifiées élastomère-métal à l'aide d'une méthode de réduction de modèles

Résumé

In collaboration with Eurocopter, we have developed a reduction model strategy to the simulation of laminated rubber-bearings. In the context of a varational formulation for nearly incompressible hyperelastic bodies, we have carried out reduced finite elements. Via an enrichment of the unknown fields, we condensed the direction of length and thus reducing the computing size (and therefore the computing time).
From the results of numerical tests (compared to the numerical response of models of reference) we have illustrated the reliability and the performances of the proposed method. These comparisons are done both on the global response (effective stiffness, resulting loads) and the local response (stress fields, ...).
As an application, we have first used this method together with a continuation strategy to study the structural stability of laminated bearing structures. Then we have realized an extension of this method for dissipative materials (visco-hyperelastic) with a Kelvin-Voigt model. Finally, we have analysed the response of a composite beam (elastomer and glass or carbon unidirectional fibers).
Dans le cadre d'une collaboration avec la société Eurocopter, nous avons développé une technique de réduction de modèles pour la modélisation de structures lamifiées élastomère-métal. Nous avons réalisé des éléments finis "réduits" à partir d'une formulation variationnelle pour des problèmes d'équilibre hyperélastiques quasi-incompressibles. Ces éléments permettent via un enrichissement des champs inconnus (cinématique et pression) de condenser une ou plusieurs directions géométriques, réduisant ainsi la dimension (et donc la taille) du problème à résoudre.
A partir de tests numériques de validations (réalisés comparativement à des modèles de référence), on démontre la fiabilité ainsi que la performance de la méthode mise en oeuvre, que ce soit en terme de comportement global (raideurs effectives, efforts résultants) aussi bien qu'en terme de comportement local (champ de contraintes, ...) pour peu que l'enrichissement de l'approximation soit suffisant.
En guise d'applications, nous avons tout d'abord couplé cette technique de réduction avec une méthode de continuation, afin d'évaluer la limite de stabilité de structures lamifiées élastomère-métal (utilisées pour des applications aéronautiques: butées de pales d'hélicoptères). Puis nous avons réalisé une extension de cette méthode au cas d'un comportement dissipatif de type Kelvin-Voigt visco-hyperélastique. Enfin, nous l'avons utilisé pour analyser la réponse d'une structure poutre à section composite (élastomère et unidirectionels de verre ou de carbone).
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Dates et versions

tel-00090600 , version 1 (01-09-2006)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00090600 , version 1

Citer

Stéphane Lejeunes. Modélisation de structures lamifiées élastomère-métal à l'aide d'une méthode de réduction de modèles. Mécanique [physics.med-ph]. Université de la Méditerranée - Aix-Marseille II, 2006. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00090600⟩
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