v6.02.129 SSNL129 – Validation des lois VISC_ISOT_TRAC et VISC_ISOT_LINE sur un essai de traction#
Résumé:
Ce test consiste à appliquer sur un volume élémentaire un chargement de traction. Trois vitesses de chargement sont modélisées.
Les modélisations A, B et C permettent de valider la loi de comportement VISC_ISOT_TRAC (DEFORMATION=’SIMO_MIEHE’) en 3D, D_PLAN et AXIS. Pour cela, les résultats obtenus sont comparés avec la loi de Rousselier visqueuse ROUSS_VISC et DEFORMATION=’PETIT_REAC’ dégénéré de façon à ce que l’évolution de la porosité soit négligeable. Les modélisations D, E et F permettent de valider l’intégration de la loi VISC_ISOT_LINE (DEFORMATION=’SIMO_MIEHE’) en 3D, D_PLAN et AXIS. Pour cela, les résultats obtenus sont comparés à ceux donnés par la loi VISC_ISOT_TRAC pour un même écrouissage linéaire.
Résultats de référence#
Pour le modèle VISC_ISOT_TRAC que l’on teste dans les modélisations A, B et C, la validation se fait par comparaison avec les résultats obtenus avec le modèle ROUSS_VISC dont les paramètres ont été choisis de façon à rendre négligeable l’évolution de la porosité et ainsi se ramener au modèle visco‑plastique «classique».
Pour le modèle VISC_ISOT_LINE testé dans les modélisations D, E et F, on compare la solution obtenue avec VISC_ISOT_TRAC pour lequel on a défini un écrouissage linéaire (on ne conserve que les points extrémités de la courbe utilisée pour valider ce modèle).
Modélisation A#
Caractéristiques de la modélisation#
Modélisation 3D: 1 HEXA20
Le chargement imposé est le suivant:
La face \(\mathrm{S6}\) est bloquée suivant la direction \(y\) ,
La face \(\mathrm{S2}\) est bloquée suivant la direction \(x\) ,
La face \(\mathrm{S1}\) est bloquée suivant la direction \(z\)
La face \(\mathrm{S5}\) subit un déplacement de \(2\mathrm{mm}\) en \(2000s\) , \(0.2s\) ou \(0.002s\) en 100 incréments.
La loi de comportement testée est la loi VISC_ISOT_TRAC.
Grandeurs testées et résultats#
On teste l’effort de réaction sur la face \(\mathrm{S5}\) pour les 3 vitesses de déformation pour les valeurs de déplacement: \(\mathrm{0.1mm}\) , \(\mathrm{1mm}\) et \(\mathrm{2mm}\) .
Déplacement \(U=0.1\mathrm{mm}\)
Identification |
Référence |
Aster |
\(\text{\%}\) différence |
Vitesse lente |
639.207 |
639.294 |
0.014 |
Vitesse moyenne |
697.092 |
697.070 |
-0.003 |
Vitesse rapide |
772.983 |
772.885 |
-0.013 |
Déplacement \(U=1\mathrm{mm}\)
Identification |
Référence |
Aster |
\(\text{\%}\) différence |
Vitesse lente |
484.913 |
484.672 |
-0.050 |
Vitesse moyenne |
516.997 |
513.863 |
-0.606 |
Vitesse rapide |
555.633 |
552.167 |
-0.624 |
Déplacement \(U=2\mathrm{mm}\)
Identification |
Référence |
Aster |
\(\text{\%}\) différence |
Vitesse lente |
347.473 |
347.661 |
0.054 |
Vitesse moyenne |
369.458 |
365.992 |
-0.938 |
Vitesse rapide |
393.799 |
390.046 |
-0.953 |
Modélisation B#
Caractéristiques de la modélisation#
Modélisation D_PLAN: 1 QUAD8
3
1
2
4
Le chargement imposé est le suivant:
Le côté \(\mathrm{L41}\) est bloqué dans la direction \(y\) ,
Le côté \(\mathrm{L12}\) est bloquée dans la direction \(x\) ,
Le côté \(\mathrm{L23}\) subit un déplacement de \(2\mathrm{mm}\) en \(2000s\) , \(0.2s\) ou \(0.002s\) en 100 incréments.
La loi de comportement testée est la loi VMIS_ISOT_TRAC_V.
Grandeurs testées et résultats#
On teste l’effort de réaction sur la face \(\mathrm{L23}\) pour les 3 vitesses de déformation pour les valeurs de déplacement: \(\mathrm{0.1mm}\) , \(\mathrm{1mm}\) et \(\mathrm{2mm}\) .
Déplacement \(U=0.1\mathrm{mm}\)
Identification |
Référence |
Aster |
\(\text{\%}\) différence |
Vitesse lente |
752.473 |
750.523 |
-0.259 |
Vitesse moyenne |
820.703 |
818.465 |
-0.273 |
Vitesse rapide |
910.274 |
907.610 |
-0.293 |
Déplacement \(U=1\mathrm{mm}\)
Identification |
Référence |
Aster |
\(\text{\%}\) différence |
Vitesse lente |
575.182 |
572.674 |
-0.436 |
Vitesse moyenne |
609.788 |
607.023 |
-0.453 |
Vitesse rapide |
655.218 |
652.093 |
-0.477 |
Déplacement \(U=2\mathrm{mm}\)
Identification |
Référence |
Aster |
\(\text{\%}\) différence |
Vitesse lente |
413.295 |
411.243 |
-0.496 |
Vitesse moyenne |
435.051 |
432.815 |
-0.514 |
Vitesse rapide |
463.612 |
461.120 |
-0.538 |
Modélisation C#
Caractéristiques de la modélisation#
Modélisation AXIS: 1 QUAD8
Le chargement imposé est le suivant:
Le côté \(\mathrm{L41}\) est bloqué dans la direction \(y\) ,
Le côté \(\mathrm{L23}\) subit un déplacement de \(2\mathrm{mm}\) en \(2000s\) , \(0.2s\) ou \(0.002s\) en 100 incréments.
La loi de comportement testée est la loi VISC_ISOT_TRAC.
Grandeurs testées et résultats#
On teste l’effort de réaction sur la face \(\mathrm{L23}\) pour les 3 vitesses de déformation pour les valeurs de déplacement: \(\mathrm{0.1mm}\) , \(\mathrm{1mm}\) et \(\mathrm{2mm}\) .
Déplacement \(U=0.1\mathrm{mm}\)
Identification |
Référence |
Aster |
\(\text{\%}\) différence |
Vitesse lente |
319.604 |
319.647 |
0.013 |
Vitesse moyenne |
348.483 |
348.535 |
0.015 |
Vitesse rapide |
386.388 |
386.442 |
0.014 |
Déplacement \(U=1\mathrm{mm}\)
Identification |
Référence |
Aster |
\(\text{\%}\) différence |
Vitesse lente |
242.457 |
242.336 |
-0.050 |
Vitesse moyenne |
257.078 |
256.931 |
-0.057 |
Vitesse rapide |
276.269 |
276.084 |
-0.067 |
Déplacement \(U=2\mathrm{mm}\)
Identification |
Référence |
Aster |
\(\text{\%}\) différence |
Vitesse lente |
174.061 |
173.831 |
-0.132 |
Vitesse moyenne |
183.251 |
182.996 |
-0.139 |
Vitesse rapide |
195.314 |
195.023 |
-0.149 |
Modélisation D#
Caractéristiques de la modélisation#
Modélisation 3D: 1 HEXA20
Le chargement imposé est le suivant:
La face \(\mathrm{S6}\) est bloquée suivant la direction \(y\) ,
La face \(\mathrm{S2}\) est bloquée suivant la direction \(x\) ,
La face \(\mathrm{S1}\) est bloquée suivant la direction \(z\)
La face \(\mathrm{S5}\) subit un déplacement de \(2\mathrm{mm}\) en \(2000s\) , \(0.2s\) ou \(0.002s\) en 100 incréments.
La loi de comportement testée est la loi VISC_ISOT_LINE.
Grandeurs testées et résultats#
On teste l’effort de réaction sur la face \(\mathrm{S5}\) pour les 3 vitesses de déformation pour les valeurs de déplacement: \(\mathrm{0.1mm}\) , \(\mathrm{1mm}\) et \(\mathrm{2mm}\) .
Déplacement \(U=0.1\mathrm{mm}\)
Identification |
Référence |
Aster |
\(\text{\%}\) différence |
Vitesse lente |
498.936 |
499.026 |
0.018 |
Vitesse moyenne |
556.844 |
556.945 |
0.018 |
Vitesse rapide |
632.832 |
362.948 |
0.018 |
Déplacement \(U=1\mathrm{mm}\)
Identification |
Référence |
Aster |
\(\text{\%}\) différence |
Vitesse lente |
433.411 |
433.422 |
0.003 |
Vitesse moyenne |
462.578 |
462.591 |
0.003 |
Vitesse rapide |
500.853 |
500.868 |
0.003 |
Déplacement \(U=2\mathrm{mm}\)
Identification |
Référence |
Aster |
\(\text{\%}\) différence |
Vitesse lente |
360.757 |
360.740 |
-0.005 |
Vitesse moyenne |
379.083 |
379.066 |
-0.005 |
Vitesse rapide |
403.131 |
403.113 |
-0.004 |
Modélisation E#
Caractéristiques de la modélisation#
Modélisation D_PLAN: 1 QUAD8
Le chargement imposé est le suivant:
Le côté \(\mathrm{L41}\) est bloqué dans la direction \(y\) ,
Le côté \(\mathrm{L23}\) subit un déplacement de \(2\mathrm{mm}\) en \(2000s\) , \(0.2s\) ou \(0.002s\) en 100 incréments.
La loi de comportement testée est la loi VISC_ISOT_LINE.
Grandeurs testées et résultats#
On teste l’effort de réaction sur la face \(\mathrm{L23}\) pour les 3 vitesses de déformation pour les valeurs de déplacement: \(\mathrm{0.1mm}\) , \(\mathrm{1mm}\) et \(\mathrm{2mm}\) .
Déplacement \(U=0.1\mathrm{mm}\)
Identification |
Référence |
Aster |
\(\text{\%}\) différence |
Vitesse lente |
583.729 |
583.873 |
0.025 |
Vitesse moyenne |
651.843 |
652.008 |
0.025 |
Vitesse rapide |
741.214 |
741.406 |
0.026 |
Déplacement \(U=1\mathrm{mm}\)
Identification |
Référence |
Aster |
\(\text{\%}\) différence |
Vitesse lente |
530.975 |
531.065 |
0.017 |
Vitesse moyenne |
565.249 |
565.350 |
0.018 |
Vitesse rapide |
610.221 |
610.335 |
0.019 |
Déplacement \(U=2\mathrm{mm}\)
Identification |
Référence |
Aster |
\(\text{\%}\) différence |
Vitesse lente |
448.942 |
449.007 |
0.014 |
Vitesse moyenne |
470.456 |
470.528 |
0.015 |
Vitesse rapide |
498.687 |
498.767 |
0.016 |
Modélisation F#
Caractéristiques de la modélisation#
Modélisation AXIS: 1 QUAD8
Le chargement imposé est le suivant:
Le côté \(\mathrm{L41}\) est bloqué dans la direction \(y\) ,
Le côté \(\mathrm{L23}\) subit un déplacement de \(2\mathrm{mm}\) en \(2000s\) , \(0.2s\) ou \(0.002s\) en 100 incréments.
La loi de comportement testée est la loi VMIS_ISOT_LINE
Grandeurs testées et résultats#
On teste l’effort de réaction sur la face \(\mathrm{L23}\) pour les 3 vitesses de déformation pour les valeurs de déplacement: \(\mathrm{0.1mm}\) , \(\mathrm{1mm}\) et \(\mathrm{2mm}\) .
Déplacement \(U=0.1\mathrm{mm}\)
Identification |
Référence |
Aster |
\(\text{\%}\) différence |
Vitesse lente |
249.468 |
249.513 |
0.018 |
Vitesse moyenne |
278.422 |
278.473 |
0.018 |
Vitesse rapide |
316.416 |
316.474 |
0.018 |
Déplacement \(U=1\mathrm{mm}\)
Identification |
Référence |
Aster |
\(\text{\%}\) différence |
Vitesse lente |
216.706 |
216.711 |
0.002 |
Vitesse moyenne |
231.289 |
231.296 |
0.003 |
Vitesse rapide |
250.426 |
250.434 |
0.003 |
Déplacement \(U=2\mathrm{mm}\)
Identification |
Référence |
Aster |
\(\text{\%}\) différence |
Vitesse lente |
180.379 |
180.370 |
-0.005 |
Vitesse moyenne |
189.542 |
189.533 |
-0.005 |
Vitesse rapide |
201.566 |
201.557 |
-0.005 |
Synthèse des résultats#
Avec moins de \(\text{1\%}\) de différence entre le modèle ROUSS_VISC (dégénéré) et le modèle VISC_ISOT_TRAC quelle que soit la vitesse de chargement appliquée, on peut admettre que l’ajout de la composante visqueuse dans le modèle VISC_ISOT_TRAC est correcte.
D’autre part les écarts très faibles (inférieurs à \(\text{0.02\%}\) ) observés entre les solutions obtenues avec VISC_ISOT_LINE et VISC_ISOT_TRAC pour un écrouissage linéaire, permettent également de valider l’implantation du modèle VISC_ISOT_LINE.
Dans tous les cas, moins de 10 itérations locales sont nécessaires pour atteindre la convergence (précision \({10}^{-9}\) ).