Représentation des Non-Linéarités Géométriques

 

Le constat :

Les essais expérimentaux réalisés sur automobiles, dans les différentes situations de chocs normalisés (frontal, latéral, ...), mettent en évidence des phénomènes de déboutonnage aux endroits les plus sollicités (Soudure).

Dans le cas de structures aéronautiques deux principaux types de rupture peuvent être rencontrés sur les ensembles rivetés.

 

Le premier concerne la fissuration et la déchirure de tôles.

Le second concerne les rivets et se matérialise par du cisaillement, du déboutonnage ...

 

Grâce à l'arrivée de calculateurs de plus en plus en plus puissants et d'outils de calcul de plus en plus performants, les constructeurs ont entrepris le développement d'une méthodologie de conception visant à optimiser, par la simulation numérique, le comportement au choc des structures.

L'objectif final est que l'expérimentation sur prototype, actuellement nécessaire pour optimiser le comportement mécanique du véhicule (long, coûteux, inadapté à l ’évolution du design), devienne un outil exclusif de vérification finale de la conception.

 

 

Les objectifs de la simulation du choc des structures sont :

D'améliorer la tenue au choc des structures aéronautiques (rivetées) et automobiles (soudées par points),

De prédire la rupture des assemblages,

De rationaliser le nombre et la répartition géométrique des liaisons.

 

 

Les problèmes rencontrés sont :

Les confrontations calculs/essais montrent que la principale source de dispersions des résultats se situe au niveau de la prédiction du comportement mécanique et de la rupture des assemblages.

Les sources de ces dispersions sont :

 

Modèles de liaisons trop complexes et non intrinsèques (calibration),

Modèles de liaisons trop simples et non représentatifs,

Critères de rupture peu ou pas adaptés et identification de leurs paramètres,

Très grande diversité des liaisons rivetées et soudées par points,

Diversité des modes de sollicitation et de rupture.

 

 

Les Questions :

Comment caractériser le comportement non-linéaire et la rupture des liaisons rivetées et soudées par points ?
Comment améliorer la représentativité des modèles de liaisons utilisés pour la simulation numérique des structures assemblées ?

 

Les Moyens :

Pour résoudre ces problèmes les moyens à dispositions sont les suivants :

 

L'expérimentation.

Délicate face à la diversité des liaisons mais nécessaire pour la compréhension des phénomènes locaux,

Accès difficile aux mesures locales.

 

La simulation numérique volumique.

Appel à une modélisation fine (accès phénomènes locaux),

Généralisation aisée à toutes sollicitations et configurations d ’assemblages,

Référence pour l ’amélioration des modèles macro-géométriques de liaison,

Références pour l ’identification des paramètres de critères de rupture.

 

 

Les Assemblages Numériques:

 

1.	Tenue mécanique des assemblages rivetés.
2.	Comportement des assemblages soudés par points.