Effets des ouvertures sur la stabilité des coques cylindriques minces soumises à compression axiale

par Maher Al Sarraj

Thèse de doctorat en Bâtiments et travaux publics

Sous la direction de Jean-François Jullien.


  • Résumé

    Les structures coques sont de plus en plus utilisées dans divers domaines, tel que le génie civil, l'aéronautique et l'astronautique. Les avions, les réservoirs, les cheminées et les tuyaux de communication, présentent un exemple dans chacun de ces domaines. La présence des ouvertures dans ces structures est souvent nécessaire pour assurer certaines fonctions. Il est clair que l'existence d'une ouverture dans des structures minces perturbe leur axisymétrie et modifie leur comportement. Elle crée également une zone de faiblesse qui perturbe la raideur totale et augmente le risque d'instabilité. L'effet d'une ouverture dans une coque dépend de sa taille, sa forme et également de la sollicitation que subit la coque. Notre travail contribue à la compréhension et à l'analyse du comportement au flambage des coques cylindriques comportant des ouvertures et soumises à une compression axiale. Notre démarche de base consiste en une approche expérimentale confrontée parallèlement à des modélisations numériques. Une étude est menée d'abord sur des coques cylindriques sans ouverture en vue d'acquérir une référence de comparaison. Elle met l'accent sur l'analyse des défauts géométriques existant. Les ouvertures analysées sont de forme carrée et rectangulaire. L'effet des dimensions, de la position et du nombre sont étudiés pour les ouvertures carrées. Pour les ouvertures rectangulaires les dimensions et la direction de l'ouverture sont analysées. Les modélisations numériques permettent de quantifier l'effet des défauts et de la plasticité en cas de couplage à l'ouverture.

  • Titre traduit

    = Effects of opening on the stability of thin cylindrical shells under axial compression


  • Résumé

    Shell structures are increasingly used in diverse fields such as civil engineering, aeronautics and aerostatics. Classical examples include aircraft, reservoirs, chimneys and communication towers. The presence of openings or apertures on these structures are very often inevitable for certain functions to be properly performed or executed. However, it is understood that the presence of an opening on a thin-walled structure affects not only the asymmetry but also its mechanical behaviour. Furthermore, it creates a zone of weakness which naturally reduces the global stiffness thereby increasing the instability sensitivity of the overall structure. The effect of an opening on a shell structure depends on its size, shape and the nature of the externally applied load. The work presented in this thesis is a contribution to the understanding of the mechanics of buckling of thin cylindrical shells with openings subjected to axial compression. To accomplish the above task, a comprehensive literature search was carried out on thin shells with inherent geometrical imperfections which formed the background to the study. Two types of opening were considered : square and rectangular. For each a parametric study was carrieG out on the dimension, position and distribution. A finite element package was used to quantify the effects of imperfection as well as the coupling of plastic failure with openings.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (261p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(1804)
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