v3.03.121 SSLS121 - Plaque stratifiée soumise à des chargements élémentaires#
Résumé:
Ce test représente le calcul quasi-statique d’une plaque stratifiée, composée de 3 couches de matériau orthotrope, soumise à 4 chargements élémentaires.
La plaque est modélisée en éléments finis DST (mailles QUAD4), elle est située dans un plan \(\mathrm{XZ}\) et inclinée de 48,5 degrés par rapport à \(X\) (pour vérifier les changements de repère).
Dans ce test, les contraintes planes et les contraintes de cisaillement transverse, sont comparées à une solution de référence analytique.
Solution de référence#
Méthode de calcul utilisée pour la solution de référence#
Solution analytique [bib1].
Résultats de référence#
Les résultats de référence sont les suivants:
Cas de charge |
Contraintes |
Valeur (Mpa) |
Commentaires |
\(\mathrm{Mxx}=1\) |
\(\mathrm{SIXX}(z=–h/2)\) Couche 1 |
–6.82 |
Contrainte \({\sigma}_{xx}\) sur la peau inférieure de la couche 1 |
\(\mathrm{SIXX}(z=–h/4)\) couche 2 |
–0.135 |
Contrainte \({\sigma}_{xx}\) sur la peau inférieure de la couche 2 |
|
\(\mathrm{Myy}=1\) |
\(\mathrm{SIYY}(z=–h/2)\) Couche 1 |
–1.5 |
Contrainte \({\sigma}_{yy}\) sur la peau inférieure de la couche 1 |
\(\mathrm{SIYY}(z=–h/4)\) couche 2 |
–18.76 |
Contrainte \({\sigma}_{yy}\) sur la peau inférieure de la couche 2 |
|
\(\mathit{QY}=1\) |
\(\mathrm{SIYZ}(z=–h/4)\) Couche 2 |
0.28125 |
Contrainte \({\sigma}_{yz}\) sur la peau inférieure de la couche 2 |
\(\mathrm{SIYZ}(z=0)\) Couche 2 |
2.62625 |
Contrainte \({\sigma}_{yz}\) sur la peau moyenne de la couche 2 |
|
\(\mathrm{QX}=1\) |
\(\mathrm{SIXZ}(z=–h/4)\) Couche 2 |
1.279 |
Contrainte \({\sigma}_{xz}\) sur la peau inférieure de la couche 2 |
\(\mathrm{SIXZ}(z=0)\) Couche 2 |
1.296 |
Contrainte \({\sigma}_{xz}\) sur la peau moyenne de la couche 2 |
L’allure de la répartition des contraintes dans l’épaisseur de la plaque est la suivante:
0.135
1.279
1.296
2.626
0.281
Incertitudes sur la solution#
Nulle (solution analytique).
Références bibliographiques#
Dhatt-Batoz «Modélisation des structures par éléments finis, Volume 2» Pages 246-250 Edition Hermes.
Modélisation A#
Caractéristiques de la modélisation#
Caractéristiques du maillage#
Nombre de nœuds: 49
Nombre de mailles et type : 36 QUAD4
Valeurs testées#
Cas de charge |
Identification |
Référence |
\(\mathrm{Mxx}=1\) |
\(\mathrm{SIXX}(z=–h/2)\) couche 1 |
–6.82 |
\(\mathrm{SIXX}(z=–h/4)\) couche 2 |
–0.135 |
|
\(\mathrm{Myy}=1\) |
\(\mathrm{SIYY}(z=–h/2)\) Couche 1 |
–1.5 |
\(\mathrm{SIYY}(z=–h/4)\) couche 2 |
–18.76 |
|
\(\mathrm{QY}=1\) |
\(\mathrm{SIYZ}(z=–h/4)\) Couche 2 |
0.28125 |
\(\mathrm{SIYZ}(z=0)\) Couche 2 |
2.62625 |
|
\(\mathrm{QX}=1\) |
\(\mathrm{SIXZ}(z=–h/4)\) Couche 2 |
1.279 |
\(\mathrm{SIXZ}(z=0)\) Couche 2 |
1.296 |
Synthèse des résultats#
La très bonne concordance des résultats avec la solution analytique valide le calcul des contraintes pour une plaque composite dans un repère quelconque, à différents niveaux de l’épaisseur.