Tutorial : Autodesk ® Robot TM Structural Analysis 2012 LE CALCUL ELASTO-PLASTI
Tutorial : Autodesk ® Robot TM Structural Analysis 2012 LE CALCUL ELASTO-PLASTIQUE © 2012 Autodesk, Inc. All rights reserved. Page 1 Autodesk® RobotTM Structural Analysis 2012 Le calcul Elasto-plastique Sommaire 1 - OBJET : ............................................................................................................2 2 - L'EXEMPLE SIMPLE : ......................................................................................2 3 - DANS LE LOGICIEL : .......................................................................................3 3.1 - Les appuis : .................................................................................................................... 3 3.2 - Les sections : ................................................................................................................. 3 3.3 - Les charges : .................................................................................................................. 3 3.4 - L'analyse : ....................................................................................................................... 4 3.5 - Le nombre d'éléments le long des poutres : ............................................................ 4 4 - LES RESULTATS : ...........................................................................................5 4.1 - Possibilité de voir les efforts en fonction de l'incrément de charge :................. 5 4.2 - Possibilité de voir les coefficients de chage de plastification : ........................... 6 4.3 - Possibilité de visualiser le processur du calcul :.................................................... 7 5 - CONCLUSION : ................................................................................................7 Tutorial : Autodesk ® Robot TM Structural Analysis 2012 LE CALCUL ELASTO-PLASTIQUE © 2012 Autodesk, Inc. All rights reserved. Page 2 1 - Objet : Une analyse élasto-plastique est un calcul compliqué car à la fois elle associe une analyse non-linaire géométrique deuxième ordre avec une analyse matérielle. L’objet de ce document est de montrer les paramètres de l'analyse élasto-plastique et la méthodologie à adopter dans le logiciel AUTODESK ROBOT STRUCTURAL ANALYSIS 2012. A des faits plus pragmatiques, nous développerons l'argumentaire autour d'un exemple simple. 2 - L'exemple simple : Il s'agit d'un HEA120 (caratéristiques tirées du catalogue de l'OTUA) sur trois appuis soumise à une charge répartie q. Ce système est hyperstatique de degré 2, cela veut dire qu'il faut deux rotules plastques plastique pour obtenir la ruine de la structure. Dans l'exemple simple introduit ci- dessus voici les mécanismes de ruine prévisibles : Premier mode de ruine Deuxième mode de ruine En théorie, pour le deuxième mode de ruine, la deuxième rotule plastique apparaît en même temps au milieu des deux travées. Cela est trés théorique car lors de la construction, les travées seront lègèrement différentes et donc la deuxième rotule plasqtique apparîtra dans une seule travée. Une analyse élasto-plastique est une analyse incrémentale, c'est à dire que l'on va faire varier le chargement jusqu' à atteindre des évenements (rotule plastique, ruine...). La valeurs de la charge produisant la rotule plastique peut être calculée suivant la théorie des travaux cinématiques. Le lecteur pourra se reporter à la bibliographie pour plus de précision sur la méthode. Concernant notre exemple : - la première rotule plastique est atteinte sous , - la deuxième rotule plastqiue est atteinte sous 6 4√2 Soit Mpl = Wpl x fy = 119,49.103 x 235 = 28,08 kN.m d'ou q1 = 8,99 kN ≈ 9,00 kN q2 = qu = 13,09 kN ≈ 13,10 kN l = 5,00 m l = 5,00 m q Tutorial : Autodesk ® Robot TM Structural Analysis 2012 LE CALCUL ELASTO-PLASTIQUE © 2012 Autodesk, Inc. All rights reserved. Page 3 3 - Dans le logiciel : Afin d'arriver à ce résultat, il faut faire attention à quelques étapes de modélisation que vous trouvez ci-dessous : 3.1 - Les appuis : Il faut utiliser un appui articulé et deux appuis simples (libre de ce déplacer horizontalement). 3.2 - Les sections : Dans la fenêtre de création des sections : - selectionner le HEA120, - activer la case à coche "Analyse élasto-plastique", - cliquer sur le bouton " Analyse élasto-plastique", - activer le bouton radio "Elastique plastique idéal", - cliquer sur le bouton "Valider" puis sur le bouton "Ajouter". 3.3 - Les charges : Mettre une charge de 20 kN/m répartie sur les deux poutres (négliger le poids propre de la poutre). Tutorial : Autodesk ® Robot TM Structural Analysis 2012 LE CALCUL ELASTO-PLASTIQUE © 2012 Autodesk, Inc. All rights reserved. Page 4 3.4 - L'analyse : Dans la fenêtre "Option de calcul", selectionner le cas de charge et cliquer sur le bouton "Paramètres" : - activer l'option "P-delta" (automatiquement l'option "Non-linéaire" s'active), - cliquer sur le bouton "Paramètres", - introduire au "Nombre d'incréments de la charge" = 200, - introduire au "Nombre d'itérations maximum" = 100, - introduire au "Nombre de réduction de la longueur de l'incrément" = 2, - Introduire au "Coefficient de réduction de la longueur de l'incrément" =0,5, - activer l'option "Mettre à jour à jour la matrice après chaque itération" - activer l'option "Enregistrer les résultats après chaque incrément" 3.5 - Le nombre d'éléments le long des poutres : Pour analyser finement la plastification le long de la poutre, le logiciel dispose d'un paramètre dans le préférence de l'affaire. - Ouvrir "Les préférences de l'affaire", - Dans "Analyse de la structure", sous l'option "Analyse non-linéaire", dans la partie "Division des éléments dans l'analyse élasto-plastique", mettre "N"=20. Une fois cela paramétré, vous pouvez lancer le calcul. Tutorial : Autodesk ® Robot TM Structural Analysis 2012 LE CALCUL ELASTO-PLASTIQUE © 2012 Autodesk, Inc. All rights reserved. Page 5 4 - Les résultats : Le procéssus itératif commence à ne plus trouver de convergence au procéssus 0,7050; appuyez sur la touche "Echap" de votre clavier, le logiciel va continuer le processus en réduissant l'incrément de chargement. 4.1 - Possibilité de voir les efforts en fonction de l'incrément de charge : - Cliquer sur l'option "Diagrammes..." dans le menu déroulant "Résultats / Avancés", - Dans la fenêtre qui apparaît, cliquer sur le bouton "Ajouter", - Selectionner "Incrément (temps)", - cocher "Incrément", - cliquer sur le bouton "Ajouter". - Selectionner "Barres-poutres", - cocher "My", - "Elément" ==> 1, - "Position" ==> 0,5, - cocher "Relative", - cliquer sur le bouton "Ajouter". Ensuite faites la même chose avec une position de "1,00" - De retour dans la fenêtre "Analyses avancées", selectionner "Incrément" et le faire passer à droite dans "Axe horizontal (X)", - Concernant les moments, les faire passer à droite dans "Axe vertical (Y)", - Cliquer sur le bouton "Appliquer". Tutorial : Autodesk ® Robot TM Structural Analysis 2012 LE CALCUL ELASTO-PLASTIQUE © 2012 Autodesk, Inc. All rights reserved. Page 6 Résultats : Vous trouvez ci-dessous les résultats du calcul incrémental du moment en travée (vert) et sur appui central au deux poutres (bleu). C'est deux graphes illustrent parfaitement les différents stades de plastification : 4.2 - Possibilité de voir les coefficients de chage de plastification : Il est possible d'avoir un tableau qui indique l'historique de plastification : - Cliquer sur l'option "Historique de plastification..." dans le menu déroulant "Résultats / Nonlinéarité / Plasticité", - Dans la fenêtre qui apparaît, cliquer sur le bouton "Ajouter", - Cliquer dans l'onglet "Valeur". On en déduit que la première rotule plastique appraît au coefficent de charge 0,43 soit une plastification de 0,43 x 20 = 8,6 kN/m et une deuxième plastification à 0,655 soit 0,655 x 20= 13,1 kN/m Tutorial : Autodesk ® Robot TM Structural Analysis 2012 LE CALCUL ELASTO-PLASTIQUE © 2012 Autodesk, Inc. All rights reserved. Page 7 4.3 - Possibilité de visualiser le processur du calcul : Dans le menu déroulant "Analyse / Note de calcul", selectionner "Note de calcul complète". A la fin de cette note de calcul, vous trouvez toutes les informations de la méthode incrémentale. Notament, le coefficient de charge de la première rotule plastique ainsi que le coefficient de charge obtenue lors de la non convergence. 5 - Conclusion : Si nous comparons les résultats théoriques et les résultats du logiciel, concernant la charge de ruine pour obtenir la deuxième rotule plastque, nous ne constatons aucune différence (soit 13,1 kN/m). Concernant le coefficient de charge pour obtenir la première rotule, nous obtenu une lègère différence (8,6 kN/m au lieu de 8,99 kN/m soit 4,33%). Comme vous avez pu le voir une analyse élasto-plastique, dépend de beaucoup de paramétrages, et bien sur la précision des résultats dépendra de ceux-ci : - nombre de points dans la section, - nombre de points le long de l'élément, - le type de loi de comportement, - les paramètres de l'analyse incrémentale (notamment la taille de l'incrément de charge). --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- uploads/Management/calcul-elastoplastique.pdf
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- Publié le Dec 30, 2021
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