v6.02.127 SSNL127 - Essai de traction avec le modèle CORR_ACIER#
Résumé:
Ce test de mécanique quasi - statique non linéaire permet de valider le modèle élasto-plastique endommageable CORR_ACIER.
6 modélisations permettent de valider le comportement:
les modélisations A, B, C en \(1D\) pour les éléments BARRE, POU_D_EM, POU_D_TGM ;
la modélisation D en 3D dans le cas d’une éprouvette axisymétrique (état de contraintes et de déformation homogène) soumise à un essai de traction simple; la modélisation 3D de l’éprouvette est réalisée avec des éléments CU20;
la modélisation E en COQUE_3D dans le cas d’une plaque soumise à une traction simple, avec une maille QUAD9;
la modélisation F valide pour les éléments POU_D_EM, le bon fonctionnement en flexion et la prise en compte de la dilatation thermique.
Mod_lisation_F Synth_se_des_r_sultats
Solution de référence#
Méthode de calcul#
La solution de référence est constituée par les résultats des essais de traction réalisés sur des barres corrodées (le diamètre initial est \(6\mathrm{mm}\) ). Suite à ces essais, on constate la diminution de la déformation plastique à rupture avec augmentation du degré de corrosion.
Résultats de référence#
Évolution de la déformation plastique à rupture des barres corrodées en fonction du degré de corrosion (la réduction du diamètre de barres ou de l’épaisseur de renforcement plat par rapport à ceux non corrodés) est présentée sur la [Figure 2.2-a] et la [Figure 2.2-b].
Figure 2.2.a Influence de la corrosion sur le comportement de l’acier en fonction du taux de corrosion
Figure 2.2.b Évolution de la déformation plastique à rupture en fonction du taux de corrosion
Modélisation en flexion avec dilatation thermique#
En se plaçant à la limite élastique la solution de référence est analytique.
Au point \(B\) on a:
\({u}_{x}=\alpha ({T}_{\mathit{final}}-{T}_{\mathit{ini}})L\) ,
\({u}_{y}=\frac{{F}_{y}{L}^{3}(4+{\phi }_{y})}{12E{I}_{z}}\) ,
\({\theta}_{z}=\frac{{L}^{2}{F}_{y}}{2E{I}_{z}}\) ,
avec \({\varphi}_{y}=0\) et \({I}_{z}=4{e}_{y}^{2}\pi \frac{{\varphi}^{2}}{4}\) .
Au point \(A\) on a:
\({V}_{y}={F}_{y}\) ,
\({M}_{z}={F}_{y}L\)
Incertitudes sur la solution#
Précision des codes.
Références bibliographiques#
A.A. ALMUSALLAM : “Effect of degree of corrosion on the properties of reinforcing steel bars”, Construction and Building Materials 15, 2001.
OUGLOVA, Y. BERTHAUD, I. PETRE-LAZAR: “Caractérisation expérimentale de la corrosion des aciers dans le béton sur des analogues anciens. Première approche de modélisation“, HT-25/02/030/A, EDF, 2002.
Modélisation A#
Caractéristiques de la modélisation#
Il s’agit d’un élément BARRE. Le déplacement maximum au point B est de \(0.021m\) , il est atteint en 50 incréments.
Caractéristiques du maillage#
Nombre de nœuds: 11
Nombre de mailles et type: 10 (SEG2)
Grandeurs testées et résultats#
Les efforts maximum (en \(N\) ) sont:
Identification |
Déplacement imposé ( \(m\) ) |
Référence |
0 % de corrosion |
0.019 |
21857.1 |
2.5 % de corrosion |
0.0164 |
21451.6 |
13 % de corrosion |
0.0075 |
19610.1 |
les efforts correspondant au déplacement maximum au point \(B\) sont:
Identification |
Déplacement imposé ( \(m\) ) |
Référence |
0 % de corrosion |
0.02 |
21193.7 |
2.5 % de corrosion |
0.018 |
20557.6 |
13 % de corrosion |
0.008 |
18758.6 |
La déformation plastique équivalente cumulée maximum vaut:
Identification |
Déplacement imposé ( \(m\) ) |
Référence |
0 % de corrosion |
0.02 |
0.19625 |
2.5 % de corrosion |
0.018 |
0.17636 |
13 % de corrosion |
0.008 |
0.07668 |
L’endommagement vaut:
Identification |
Déplacement imposé ( \(m\) ) |
Référence |
0 % de corrosion |
0.0192 |
0.00229 |
2.5 % de corrosion |
0.0164 |
0.01371 |
13 % de corrosion |
0.0075 |
0.01188 |
Modélisation B#
Caractéristiques de la modélisation#
Il s’agit d’un élément POU_D_EM (poutre multi-fibres). Le déplacement maximum au point B est de \(0.021m\) , il est atteint en 50 incréments.
Caractéristiques du maillage#
Nombre de nœuds: 11
Nombre de mailles et type: 10 (SEG2)
Grandeurs testées et résultats#
Les efforts maximum (en \(N\) ) sont:
Identification |
Déplacement imposé ( \(m\) ) |
Référence |
0 % de corrosion |
0.019 |
21857.1 |
2.5 % de corrosion |
0.0164 |
21451.6 |
13 % de corrosion |
0.0075 |
19610.1 |
les efforts correspondant au déplacement maximum au point \(B\) sont:
Identification |
Déplacement imposé ( \(m\) ) |
Référence |
0 % de corrosion |
0.02 |
21193.7 |
2.5 % de corrosion |
0.018 |
20557.6 |
13 % de corrosion |
0.008 |
18758.6 |
La déformation plastique équivalente cumulée maximum vaut:
Identification |
Déplacement imposé (m) |
Référence |
0 % de corrosion |
0.02 |
0.19625 |
2.5 % de corrosion |
0.018 |
0.17636 |
13 % de corrosion |
0.008 |
0.07668 |
L’endommagement vaut:
Identification |
Déplacement imposé ( \(m\) ) |
Référence |
0 % de corrosion |
0.0192 |
0.00229 |
2.5 % de corrosion |
0.0164 |
0.01371 |
13 % de corrosion |
0.0075 |
0.01188 |
Modélisation C#
Caractéristiques de la modélisation#
Il s’agit d’un élément POU_D_TGM (poutre multi-fibres). Le déplacement maximum au point \(B\) est de \(\mathrm{0.021m}\) , il est atteint en 50 incréments.
Caractéristiques du maillage#
Nombre de nœuds: 11
Nombre de mailles et type: 10 (SEG2)
Grandeurs testées et résultats#
Les efforts maximum (en \(N\) ) sont:
Identification |
Déplacement imposé ( \(m\) ) |
Référence |
0 % de corrosion |
0.019 |
21857.1 |
2.5 % de corrosion |
0.0164 |
21451.6 |
13 % de corrosion |
0.0075 |
19610.1 |
les efforts correspondant au déplacement maximum au point \(B\) sont:
Identification |
Déplacement imposé ( \(m\) ) |
Référence |
0 % de corrosion |
0.02 |
21193.7 |
2.5 % de corrosion |
0.018 |
20557.6 |
13 % de corrosion |
0.008 |
18758.6 |
La déformation plastique équivalente cumulée maximum vaut:
Identification |
Déplacement imposé ( \(m\) ) |
Référence |
0 % de corrosion |
0.02 |
0.19625 |
2.5 % de corrosion |
0.018 |
0.17636 |
13 % de corrosion |
0.008 |
0.07668 |
L’endommagement vaut:
Identification |
Déplacement imposé ( \(m\) ) |
Référence |
0 % de corrosion |
0.0192 |
0.00229 |
2.5 % de corrosion |
0.0164 |
0.01371 |
13 % de corrosion |
0.0075 |
0.01188 |
Modélisation D#
Caractéristiques de la modélisation#
Il s’agit d’une modélisation 3D.
P1
Caractéristiques du maillage#
Nombre de nœuds: 39
Nombre de mailles et type: 3 (HEXA20)
Grandeurs testées et résultats#
Les efforts maximum (en \(N\) ) sont:
Identification |
Déplacement imposé ( \(m\) ) |
Référence |
0 % de corrosion |
0.019 |
7.730 108 |
2.5 % de corrosion |
0.0164 |
7.588 108 |
13 % de corrosion |
0.0075 |
6.936 108 |
les efforts correspondant au déplacement maximum au point \(B\) sont:
Identification |
Déplacement imposé ( \(m\) ) |
Référence |
0 % de corrosion |
0.02 |
7.487 108 |
2.5 % de corrosion |
0.018 |
7.261 108 |
13 % de corrosion |
0.008 |
6.612 108 |
La déformation plastique équivalente cumulée maximum vaut:
Identification |
Déplacement imposé ( \(m\) ) |
Référence |
0 % de corrosion |
0.02 |
0.19625 |
2.5 % de corrosion |
0.018 |
0.17636 |
13 % de corrosion |
0.008 |
0.07668 |
L’endommagement vaut:
Identification |
Déplacement imposé ( \(m\) ) |
Référence |
0 % de corrosion |
0.0192 |
0.00345 |
2.5 % de corrosion |
0.0164 |
0.01505 |
13 % de corrosion |
0.0075 |
0.015 |
Modélisation E#
Caractéristiques de la modélisation#
Il s’agit d’une modélisation COQUE_3D.
Caractéristiques du maillage#
Nombre de nœuds: 9
Nombre de mailles et type: 1 (QUAD9)
Grandeurs testées et résultats#
Les efforts maximum (en \(N\) ) sont:
Identification |
Déplacement imposé ( \(m\) ) |
Référence |
Tolérance |
0 % de corrosion |
0.019 |
21857.1 |
4.00% |
2.5 % de corrosion |
0.0164 |
21451.6 |
7.00% |
13 % de corrosion |
0.0075 |
19610.1 |
4.00% |
les efforts correspondant au déplacement maximum au point \(B\) sont:
Identification |
Déplacement imposé ( \(m\) ) |
Référence |
Tolérance |
0 % de corrosion |
0.02 |
21193.7 |
2.00% |
2.5 % de corrosion |
0.018 |
20557.6 |
1.00% |
13 % de corrosion |
0.008 |
18758.6 |
0.5 % |