v1.01.312 PLEXU03 – Validation des câbles de précontrainte dans CALC_EUROPLEXUS#
Résumé:
Ce test a pour but de valider le chaînage d’un calcul de mise en tension de câbles de précontraintes dans Code_Aster avec un calcul de dynamique rapide dans Europlexus via la macro-commande de Code_Aster CALC_EUROPLEXUS.
Plus précisément, il valide les points suivants dans CALC_EUROPLEXUS :
l’utilisation des éléments BARRE
la prise en compte des relations cinématiques issues de DEFI_CABLE_BP
la modélisation Q4GG avec un groupe de mailles contenant des triangles et des quadrangles
la prise en compte d’un état initial (déplacements et contraintes)
le calcul des contraintes à partir du déplacement initial fait par Europlexus
l’utilisation du mot-clé EQUILIBRE de ETAT_INIT
La modélisation B est également utilisée pour valider le calcul de l’option FORC_NODA en DEFORMATION = “PETIT_REAC” pour les éléments BARRE et en DEFORMATION = “GROT_GDEP” pour les éléments Q4GG à partir d’Europlexus.
Modélisation A#
Caractéristiques de la modélisation#
La plaque de béton est modélisée par deux éléments Q4GG, le premier est supporté par une maille quadrangulaire et le second par une maille triangulaire.
Le câble est représenté par 4 éléments BARRE, supportés par 4 mailles segments à 2 nœuds.
Chargements#
La plaque est soumise à une pression qui varie en fonction du temps:
Instant |
0,0 |
1.00E-005 |
2.00E-004 |
5.00E-004 |
1.00E-003 |
2.00E-003 |
3.00E-003 |
Pression en \(\mathit{Pa}\) |
0,0 |
2.00E+003 |
1.00E+005 |
1.00E+006 |
2.50E+006 |
7.00E+006 |
0,0 |
On impose initialement aucune tension dans le câble.
Étapes du test#
Après la définition du modèle, des matériaux et des chargements, on utilise la macro-commande DEFI_CABLE_BP pour obtenir les relations cinématiques entre la plaque et le câble.
On lance ensuite les commandes CALC_EUROPLEXUS et DYNA_NON_LINE avec les mêmes modèles, matériaux, chargements, … etc. Les déplacements issus des résultats de ces deux commandes sont comparés pour valider la bonne prise en compte des relations cinématiques entre plaque et câble dans Europlexus.
La commande IMPR_RESU est appelée pour s’assurer que la récupération des résultats issus d’Europlexus est bien effectuée.
Valeurs testées#
On compare les déplacements obtenus avec CALC_EUROPLEXUS avec ceux obtenus avec DYNA_NON_LINE sur le nœudau milieu du câble, ces derniers servant de référence.
Nœud |
Instant |
Composante |
Valeur de référence |
NB001003 |
4.00E-004 |
\(\mathit{DZ}\) |
2.8117346211E-05 |
Modélisation B#
Caractéristiques de la modélisation#
Identique à la modélisation A
Chargements#
On impose une tension initiale dans le câble d’une valeur de \(\mathrm{2,0E5}N\) .
Étapes du test#
Après la définition du modèle, des matériaux et des chargements, on utilise la macro-commande DEFI_CABLE_BP pour obtenir les relations cinématiques entre la plaque et le câble et pour déterminer la tension initiale dans chaque élément de câble. Le mot-clé RELAXATION n’est pas renseigné, tous les éléments de câbles ont donc une tension de \(\mathrm{2,0E5}N\) .
On utilise la macro-commande CALC_PRECONT pour effectuer la mise en tension du béton à partir du concept cable_precont issu de DEFI_CABLE_BP.
Le résultat issu de macro-commande CALC_PRECONT est alors donné comme état initial à CALC_EUROPLEXUS. Les déplacements et les contraintes (CONTRAINTE =”OUI”) sont transmis à Europlexus. Aucune charge supplémentaire n’est donnée, le but étant de vérifier l’équilibre du système. C’est pourquoi on ne force pas l’équilibre dans Europlexus (EQUILIBRE = “NON”).
Après plusieurs pas de temps, on vérifie que les déplacements et les contraintes n’ont pas évolués.
Valeurs testées#
Résultats issu de CALC_PRECONT:
Nœud |
Champ |
Inst. |
Comp. |
Valeur de réf. |
Référence |
Tolérance |
NB002002 |
FORC_NODA |
\(1,0\) |
\(\mathit{DY}\) |
\(1.30712E-01\) |
SOURCE_EXTERNE |
\(\mathrm{1,0E-5}\) |
NC001004 |
FORC_NODA |
\(1,0\) |
\(\mathit{DY}\) |
\(-2.00000E+05\) |
SOURCE_EXTERNE |
\(\mathrm{1,0E-5}\) |
Résultats issu de CALC_EUROPLEXUS:(Références analytiques)
Nœud |
Instant |
Composante |
Valeur de référence |
Tolérance |
NB001002 |
\(1,0\) |
\(\mathit{DX}\) |
\(-0.000106115467427\) |
\(\mathrm{1,0E-6}\) |
NC001004 |
\(1,0\) |
\(\mathit{DX}\) |
\(-7.95866005703E-05\) |
\(1.0E-4\) |
Maille |
Point |
Instant |
Composante |
Valeur de référence |
Tolérance |
SG001001 |
1 |
\(1,0\) |
\(N\) |
\(2.0E+05\) |
\(\mathrm{1,0E-6}\) |
TR001001 |
1 |
\(1,0\) |
\(\mathit{NYY}\) |
\(30081.6876841\) |
\(\mathrm{1,0E-6}\) |
QD001001 |
4 |
\(1,0\) |
\(\mathit{NYY}\) |
\(-24501.4600173\) |
\(3.0E-5\) |
Modélisation C#
Caractéristiques de la modélisation#
Identique à la modélisation A
Chargements#
La plaque est soumise à un chargement statique de pression qui varie linéairement en fonction du temps.
Instant |
\(0.0\) |
\(1.0\) |
Pression en Pa |
\(0.0\) |
\(10.0\) |
On impose initialement aucune tension dans le câble.
Étapes du test#
Après la définition du modèle, des matériaux et des chargements, on utilise la macro-commande DEFI_CABLE_BP pour obtenir les relations cinématiques entre la plaque et le câble.
On fait un calcul statique avec le chargement de pression à l’aide de l’opérateur STAT_NON_LINE afin de construire un état initial.
Le résultat issu de l’opérateur STAT_NON_LINE est alors donné comme état initial à CALC_EUROPLEXUS. Seuls les déplacements sont transmis à Europlexus (CONTRAINTE =”NON”). Aucune charge supplémentaire n’est donnée, le but étant de vérifier que les contraintes calculées par Europlexus sont les mêmes que celles calculées par Code_Aster.
Remarque: Pour retrouver les mêmes contraintes le calcul statique dans Code_Aster doit impérativement être fait en grands déplacements car c’est la cinématique utilisée par Europlexus. De plus il faut donner à l’opérande NITER le nombre de pas de temps qu’a effectué à Code_Aster pour arriver à son état final lors du calcul statique.
CALC_EUROPLEXUS est appelé 3 fois:
CONTRAINTE =”NON’et EQUILIBRE =”OUI”:
On vérifie à l’instant initial et à l’instant final que les contraintes trouvées sont égales à celles calculées par Code_Aster. Comme l’équilibre a été forcé il ne doit pas y avoir de différences entre l’état initial et l’état final.
CONTRAINTE =”NON’et EQUILIBRE =”OUI”:
Cette fois on ne donne pas la charge du calcul statique à CALC_EUROPLEXUS. Cela ne doit pas modifier les résultats par rapport au cas précédent. La seule différence est que les forces externes fictives ajoutées par Europlexus pour être à l’équilibre seront plus importantes.On vérifie à l’instant initial et à l’instant final que les contraintes trouvées sont égales à celles calculées par Code_Aster.
CONTRAINTE =”NON’et EQUILIBRE =”NON”:
On vérifie à l’instant initial que les contraintes trouvées sont égales à celles calculées par Code_Aster. L’équilibre n’étant pas forcé, on peut constater de légères évolutions du déplacement et des contraintes entre l’état initial et l’état final.
Valeurs testées#
Résultats issu de STAT_NON_LINE:
Maille |
Point |
Instant |
Composante |
Valeur de référence |
Tolérance |
QD001001 |
4 |
1.00E+000 |
\(\mathit{QX}\) |
\(1.24999999663E+01\) |
\(1E-6\) |
TR001001 |
1 |
1.00E+000 |
\(\mathit{MXX}\) |
\(-0.416666620634\) |
\(1E-6\) |
SG001001 |
1 |
1.00E+000 |
\(N\) |
\(8.32299514012E-05\) |
\(1E-6\) |
Résultats issu du calcul CALC_EUROPLEXUS n°1 et n°2:
Instant initial et instant final:
Maille |
Point |
Composante |
Valeur de référence |
Tolérance |
QD001001 |
4 |
\(\mathit{QX}\) |
\(1.24999999663E+01\) |
\(1E-6\) |
TR001001 |
1 |
\(\mathit{MXX}\) |
\(-0.416666620634\) |
\(2E-6\) |
SG001001 |
1 |
\(N\) |
\(8.32299513977E-05\) |
\(1E-6\) |
Résultats issu du calcul CALC_EUROPLEXUS n°3:
Instant initial :
Maille |
Point |
Composante |
Valeur de référence |
Tolérance |
QD001001 |
4 |
\(\mathit{QX}\) |
\(1.24999999663E+01\) |
\(1E-6\) |
TR001001 |
1 |
\(\mathit{MXX}\) |
\(-0.416666620634\) |
\(2E-6\) |
SG001001 |
1 |
\(N\) |
\(8.32299513977E-05\) |
\(1E-6\) |
Instant final :
Maille |
Point |
Composante |
Valeur de référence |
Tolérance |
CRITERE |
QD001001 |
4 |
\(\mathit{QX}\) |
\(12.5000127517\) |
\(5E-6\) |
“RELATIF” |
TR001001 |
1 |
\(\mathit{MXX}\) |
\(-0.416668864726\) |
\(5E-5\) |
“RELATIF” |
SG001001 |
1 |
\(N\) |
\(7.58009308692E-05\) |
\(1E-5\) |
“ABSOLU” |
Synthèse#
Le calcul fait avec Europlexus via CALC_EUROPLEXUS a bien pris en compte les éléments BARRE.
Le test sur le déplacement montre que les relations cinématiques ont été correctement prises en compte. Le traitement des éléments quadrangles et triangles dans le même groupe de mailles a été bien fait.
On a également pu constater que la prise en compte d’un état initial est faite correctement, ainsi que le calcul des contraintes à partir des déplacements par Europlexus.