DISCIPLINE GÉNIE MÉCANIQUE TRAVAUX PRATIQUES « CALCUL DES STRUCTURES » « ABAQUS

DISCIPLINE GÉNIE MÉCANIQUE TRAVAUX PRATIQUES « CALCUL DES STRUCTURES » « ABAQUS » MOUSTABCHIR HASSANE 2010-2011 TP N°1 Objectif de la séance : Prise en main du code de calcul par éléments finis ABAQUS Application : Modélisation 3D d’une poutre en matériau homogène, isotrope et élastique Sou s sollicitation statique Hassane MOUSTABCHIR/ Calcul des Structures/ ABAQUS/2010-2011 Page 2 Principaux objectifs Les principaux objectifs sont : 1. Prise en main d’un code de calcul par éléments fini s (EF) à travers un problème de mécanique des matériaux. Apprendre les différentes étapes d’é e par éléments finis : a. Passage du problème réel au modèle EF b. Dessin de la pièce c. Pro priétés du matériau d. Conditions aux limites e. Maillage f. Vérification g. Calcul h. A nalyse des résultats et discussions i. Conclusion 2. Tester d’autres types de condit ions aux limites : appui simple ou libre à la place de l’encastrement et une charge répartie sur une partie au milieu de la poutre par exemple. Application à traiter Poutre encastrée sous charge répartie Etude 1 : A l aide d Abaqus CAE, réalisez une étude par éléments finis du problème suivant Etude 3D d’une poutre encastrée sous charge répartie σ = 0.1 Mpa. Longueur de la poutre L= 0.2 m, section rectangulaire : W = 0.02 m, h = 0.01 m. Le matériau est élastique isotrope et homogène «on prendra les propriétés d’un Aluminium clas ique» : E= 75 GPa, ν=0,3. • Etudier l’effet du maillage • Tracer le déplacement U1 en foncti on de la longueur L de la poutre (par exemple). Etude 2 : tester d’autres types de conditions aux limites : appui simple ou libre à la place de l’encastrement et une charge répartie sur une section au milieu de la poutre par exemple. Hassane MOUSTABCHIR/ Calcul des Structures/ ABAQUS/2010-2011 Page 3 Les différentes étapes de la modélisation sur ABAQUS pour cette étude 1. Définir la géométrie du modèle • • Dans l’arbre du modèle double cliquer sur Parts pour créer une nouvelle pièce. La boite de dialogue Create Part apparaît. Nommer la pièce (par exemple Poutre) et choisir 3D pour un solide bidimensionnel, Deformable et Solid dans la zone de dialogue de la pièce à créer. Dans la zone Taille approximative du champ texte, entrer 1. Cliquer sur Continue pour sortir de la boite de dialogue Create Part. • Cliquer sur l outil Create Lines/Rectangle pour créer les lignes de la poutre. Ent rer les coordonnées des deux points : taper 0,0.01 puis entrée au clavier, faites de même pour le point 0.2, 0. pour sortir de l’outil Create Lines/ Rectangle Cliquer s ur Cancel Sélectionner Done pour sortir de mode dessin. . • • Hassane MOUSTABCHIR/ Calcul des Structures/ ABAQUS/2010-2011 Page 4 • • La boite de dialogue Edit Base Extrusion apparaît. Entrer 0.02 comme Depth (largeu r) et cliquer sur Ok Le dessin final de la poutre est obtenu : Définition 2. Définition des propriétés du matériau Pour définir les propriétés du matériau : • Dans l’arbre du modèle double cliquer sur Materia s pour créer un nouveau matériau. La boite de dialogue Edit Material apparaît. • Nommer le matériau Aluminium Ensuite, il va falloir donner les caractéristiques de notre ma tériau. Vous pouvez trouver toutes les caractéristiques que nous pouvons donner (pla sticité, conductivité…). • Sélectionner Mechanical_Elasticity_Elastic. Hassane MOUSTABCHIR/ Calcul des Structures/ ABAQUS/2010-2011 Page 5 ABAQUS/CAE affiche les données à rentrer pour ce type de matériau • Entrer 75E9 pour le module de Young et 0.3 pour le coefficient de Poisson. Cliquer OK. 3. Définir et affecter les propriétés de la section • • Double cliquer sur Sections dans l’arbre afin de créer une section. Dans la boîte de d ialogue Create Section, o Nommer la section : Section-Poutre. o Choisir dans la liste des catégories Solid. Hassane MOUSTABCHIR/ Calcul des Structures/ ABAQUS/2010-2011 Page 6 o o Dans la liste des types, choisir Homogeneous. Cliquer sur Continue La boite de dialogue Edit Section apparaît, Cliquer sur OK Ensuite, il faut affecter la section à la poutre. • • • • • Dans l’arbre du modèle, ouvrer l’ escence de Parts en cliquant sur «+» puis celle de Poutre. Double-cliquer sur Sectio n Assignement. Des instructions sont alors données dans la zone prompt area. Sélecti onner toute la géométrie en cliquant en haut à gauche de la fenêtre, déplacer le curseur e n créant une boite autour de la poutre, puis relâcher la souris. Valider votre choix en cliquant sur Done. La boîte de dialogue Edit Section Assignement s’ouvre alors, choisisser Section-Poutre puis accepter OK et fermer la boîte de dialogue. Hassane MOUSTABCHIR/ Calcul des Structures/ ABAQUS/2010-2011 Page 7 4. Création d un assemblage (assembly) Pour créer une instance de la pièce : • • • Dans l’arbre du modèle, développer la branche Ass ly et double cliquer sur Instances pour ouvrir la boite de dialogue Create Insta nce. Cocher Independent dans Instance Type. Choisir Poutre puis OK Hassane MOUSTABCHIR/ Calcul des Structures/ ABAQUS/2010-2011 Page 8 5. Configuration de l analyse : étapes d analyse et spécification des requêtes de sort ies 5.1. Définir une étape : • • • • Dans l’arbre du modèle, double cliquer sur Steps pour créer un pas d’analyse. Dans la ite de dialogue Create Step Nommer ce pas Chargement. Sélectionner General comme t ype de procédure. Sélectionner Static, General dans la liste et cliquer sur Continue . La boîte de dialogue Edit Step apparaît alors. • Valider en cliquant sur OK 6. Appliquer le chargement et les conditions aux limites pour le modèle • Dans l’arbre du modèle, double cliquer sur Loads pour créer un chargement. o Nommer le Pression. o Choisir l’état Chargement comme état dans lequel la force doit être appliquée . o Dans la liste Category, sélectionner Mechanical. o Dans la liste Types for Sel ected Step, sélectionner Pressure. o Cliquer sur Continue Hassane MOUSTABCHIR/ Calcul des Structures/ ABAQUS/2010-2011 Page 9 • • • Sélectionner la surface où on va appliquer le chargement de la poutre. Cliquer sur D one. La boite de dialogue Edit Load apparaît. Dans cette boite de dialogue : o Ent rer la valeur de la magnitude de la pression 0.1E6 Pa. o Cliquer sur OK pour créer ce chargement et fermer la boite de dialogue. • Dans l’arbre du modèle double cliquer sur BCs pour ouvrir la boîte de dialogue Create Boundary Condition. o Nommer la Encastrement. Dans la liste des états. o Choisir C hargement pour définir l’état où la condition sera active. o Dans la liste des catégories choisissez Mechanical. o Dans Types for Selected Step, choisissez Displacement/R otation et cliquer sur Continue. Hassane MOUSTABCHIR/ Calcul des Structures/ ABAQUS/2010-2011 Page 10 • • • Sélectionner la surface où cette condition va être appliquée. Cliquer avec le bouton 2 d e la souris ou cliquer sur Done. La boite de dialogue Edit Boundary Condition ap paraît. o Dans cette boîte, choisir U1=U2=U3=UR1=UR2=UR3=0 pour empêcher le déplacement et la rotation dans les directions 1,2 et 3. Cliquer sur OK pour créer la conditio n aux limites et fermer la boite de dialogue Hassane MOUSTABCHIR/ Calcul des Structures/ ABAQUS/2010-2011 Page 11 7. Maillage du modèle 7.1. 7.1. Créer le maillage • Sélectionner Mesh dans Module • • • • A partir de la barre de menus cliquer sur Seed→Instance. La boite de dialogue Glob al Seeds apparaît. Dans cette boite de dialogue, spécifier une taille approximative des éléments. Choisissez 0.005 pour mailler la poutre. Cliquer sur OK. Cliquer sur D one Hassane MOUSTABCHIR/ Calcul des Structures/ ABAQUS/2010-2011 Page 12 • • A partir de la barre de menu, sélectionnez Mesh→Instance. Pour mailler la pièce, cliqu ez sur Yes. Hassane MOUSTABCHIR/ Calcul des Structures/ ABAQUS/2010-2011 Page 13 8. Création et lancement d’un calcul 8.1. Création d’un calcul (job) Pour créer un travail : • Dans l arbre du modèle, double-cliquer sur Jobs pour ouvrir la boite de dialogue Create Job. • Nommer le travail Job-Poutre et cliquer sur Con tinue. La boite de dialogue Edit Job apparaît alors. • • Choisir Full Analysis : Faire une analyse complète. Cliquer sur OK pour valider. Hassane MOUSTABCHIR/ Calcul des Structures/ ABAQUS/2010-2011 Page 14 8.2. Soumettre le calcul Pour soumettre le travail : Cliquer avec le bouton 3 de la souris sur le nom du travail (Job-Poutre) dans l’arbre du modèle puis cliquer sur Submit • A la fin de l’analyse du modèle (ABAQUS marque Completed à côté du travail demandé). 9. Visualiser les résultats de l’analyse • Dans l arbre du modèle, cliquez avec le bouton 3 de la souris sur le travail appelé Job-Poutre et choisisser results à partir du menu qui s’affiche pour entrer dans le module de visualisation ABAQUS/CAE ouvre la base de données des résultats créée par le travail et affiche la for me du modèle non déformée. Hassane MOUSTABCHIR/ Calcul des Structures/ ABAQUS/2010-2011 Page 15 déformée 9.1. Afficher et Personnaliser la configuration déformée du modèle Cliquer sur l outil dans la boîte à outils. ABAQUS/CAE affiche la déformée uploads/Ingenierie_Lourd/ abaqus.pdf

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