u3.11.06 Modélisations TUYAU_3M et TUYAU_6M#

Résumé :

Ce document décrit pour les modélisations TUYAU_3M et TUYAU_6M:

  • les degrés de liberté portés par les éléments finis qui supportent la modélisation,

  • les mailles supports afférentes,

  • les chargements supportés,

  • les possibilités non-linéaires,

  • les cas-tests mettant en œuvre les modélisations.

Les modélisations TUYAU_3M et TUYAU_6M correspondent à une formulation d’éléments linéiques de tuyauterie droite ou courbe, qui s’appuient sur une cinématique de poutre de Timoshenko pour les déplacements et les rotations de la fibre moyenne et sur une cinématique de coque pour les déformations de la section transverse (ovalisation, gauchissement, gonflement). Ces déformations transverses sont décomposées en séries de Fourier. La modélisation TUYAU_3M prend en compte 3 modes au maximum, tandis que la modélisation TUYAU_6M prend en compte 6 modes de Fourier.

Ces modélisations sont utilisables pour des problèmes de tuyauteries tridimensionnelles en analyse mécanique linéaire ou non linéaire et en petits déplacements.

Affectation des caractéristiques#

Pour ces éléments de structures 1D, il est nécessaire d’affecter des caractéristiques géométriques qui sont complémentaires aux données de maillage. La définition de ces données est effectuée avec la commande AFFE_CARA_ELEM associé aux mots clés facteurs suivants:

  • POUTRE

Permet de définir et d’affecter les caractéristiques de la section transversale.

Modélisations supportées: TUYAU_3M, TUYAU_6M

  • ORIENTATION

Permet de définir et d’affecter une génératrice.

Modélisations supportées: TUYAU_3M, TUYAU_6M

  • MASSIF

Facultatif, permet de définir et d’affecter une direction de grandissement (nécessaire uniquement dans le cas d’une loi de comportement ASSE_COMBU).

Modélisations supportées: TUYAU_3M, TUYAU_6M

Chargements supportés#

Les chargements disponibles sont les suivants:

  • “FORCE_POUTRE”

Permet d’appliquer des forces linéiques

Modélisations supportées : TUYAU_3M, TUYAU_6M

  • “FORCE_TUYAU”

Permet d’appliquer une pression dans le tuyau.

Modélisations supportées : TUYAU_3M, TUYAU_6M

  • “PESANTEUR”

Permet d’appliquer un chargement de type pesanteur.

Modélisations supportées : TUYAU_3M, TUYAU_6M

L’application d’un chargement de dilatation thermique est effectué en définissant le mot clé facteur AFFE_VARC sous AFFE_MATERIAU [U4.43.03].

Possibilités non-linéaires#

Loi de comportements#

Toutes les lois de comportements disponibles en C_PLAN sont utilisables sous COMPORTEMENT dans STAT_NON_LINE et DYNA_NON_LINE (Cf. [U4.51.11]).

Déformations#

Seul les déformations linéarisées mot-clé “PETIT” sous DEFORMATION sont disponibles dans les relations de comportement (Cf. [U4.51.11]).

Exemples de mise en œuvre : cas-tests#

TUYAU_3M

  • Statique linéaire

  • FORMA01E [V7.15.100]: Analyse d’une tuyauterie comportant un coude encastrée à une extrémité et soumis à une force à l’autre extrémité.

  • SSLL106A [V3.01.106]: Analyse quasi-statique d’un tuyau droit encastré à une extrémité et soumis à une traction, 2 efforts tranchants, 2 moments de flexion et une torsion à l’autre extrémité. On applique de plus une pression interne, une force linéique répartie et une dilatation thermique.

  • Statique non-linéaire

  • SSNL117A [V6.02.117]: Analyse élasto-plastique d’un coude encastrée à une extrémité et soumis à un chargement de flexion dans son plan à l’autre extrémité.

  • Dynamique linéaire

  • SDLL14A [V2.02.014] : Recherche des fréquences propres et des modes associés d’une tuyauterie coudée.

  • Dynamique non-linéaire

  • SDNL113A : Réponse dynamique élasto-plastique d’une tuyauterie en forme de lyre soumise à un chargement sismique.

TUYAU_6M

  • Statique linéaire

  • SSLL106C [V3.01.106]: Analyse quasi-statique d’un tuyau droit encastré à une extrémité et soumis à une traction, 2 efforts tranchants, 2 moments de flexion et une torsion à l’autre extrémité. On applique de plus une pression interne, une force linéique répartie et une dilatation thermique.

  • Statique non-linéaire

  • HSNV100D [V7.22.100]: Analyse thermoplastique en traction simple d’un tuyau droit.

  • Dynamique linéaire

  • SDLL14B [V2.02.014]: Recherche des fréquences propres et des modes associés d’une tuyauterie coudée.