Simplification de modèles éléments finis de structures à comportement dynamique de poutre. - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 1998

Simplification of finite element models of structures having beam-like behaviour.

Simplification de modèles éléments finis de structures à comportement dynamique de poutre.

Stéphane Corn

Résumé

A general methodology for simplifying finite élément models of structures having a beam-like behaviour is proposed in this study. It concerns mechanical structures composed of components that have a beam-like global dynamical behaviour in a given frequency domain. This is especially the case for automotive vehicles, whose frame consists of hollow girders finely meshed with shell finite éléments. The implemented principle of simplification consists in replacing the refined mesh of thèse sub-structures with an " équivalent " model of appropriate beam éléments, thus drastically reducing the size of the model while preserving its accuracy. An original method is proposed which allows the set of physical parameters to introduce in the équivalent model to be identified automatically. This model is based on the Timoshenko formulation and it takes into account the dynamical coupling between bending and torsion. The many numerical test cases that are presented demonstrate the performance and the reliability of the elaborated strategy. Its adaptation to industrial structures of complex shape, as well as the efficiency of the developed application software, are illustrated in this study.
Une méthodologie générale de simplification de modèles éléments finis de structures à comportement de poutre est proposée dans ce mémoire. Elle concerne les structures mécaniques constituées de composants qui présentent un comportement dynamique global de poutre dans le domaine fréquentiel d'utilisation. C'est en particulier le cas des véhicules automobiles, dont l'ossature comporte des corps creux et des profilés modélisés finement par des éléments finis de type coque. Le principe de simplification mis en oeuvre consiste à remplacer le maillage fin de ces sous-structures par un modèle " équivalent " constitué d'éléments finis de poutre adéquats, réduisant ainsi de manière drastique la taille du modèle sans dégradation significative de sa précision. On propose une méthode originale permettant d'identifier de manière automatique tous les paramètres physiques à introduire dans le modèle équivalent, basé sur la formulation de Timoshenko et prenant en compte le couplage dynamique flexion-torsion. Les nombreux tests numériques présentés mettent en évidence les performances et la fiabilité de la stratégie élaborée. Son adaptation à des structures industrielles de forme complexe, ainsi que l'efficacité du logiciel d'application développé à cet effet, sont illustrées dans ce mémoire.
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Dates et versions

tel-00625123 , version 1 (20-09-2011)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00625123 , version 1

Citer

Stéphane Corn. Simplification de modèles éléments finis de structures à comportement dynamique de poutre.. Mécanique [physics.med-ph]. Université de Franche-Comté, 1998. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00625123⟩
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