Coque cylindrique isotrope sous flexion et pression interne : Instabilité et comportement post-critique

par Schauder Benedikt

Thèse de doctorat en Génie des matériaux

Sous la direction de Jean-François Jullien.


  • Résumé

    La sollicitation combinant une flexion à une pressurisation interne est souvent rencontrée sur des structures de type coque cylindrique, notamment dans le cas des réservoirs. Le présent travail apporte une contribution vis-à-vis du dimensionnement de ces structures. Une approche expérimentale est utilisée, appuyée par la modélisation numérique. Des développements sont présentés sur le plan expérimental et numérique. Le premier chapitre comprend une étude bibliographique qui présente les travaux théoriques et expérimentaux dans le domaine du flambage de coques cylindriques sous compression axiale, flexion et pression interne. Le deuxième chapitre décrit la méthodologie numérique utilisée ainsi que la formulation d'un nouvel élément fini permettant la prise en compte d'imperfections géométriques quelconques et d'une variation d'épaisseur sur la circonférence tout en gardant une formulation bidimensionnelle. La troisième partie présente la méthodologie expérimentale ainsi qu'une nouvelle méthode de caractérisation des imperfections mesurées en essais. Le quatrième chapitre est consacré aux résultats et interprétations. Une corrélation entre les charges critiques obtenues par essais et les imperfections géométriques est établie pour les essais à faible pression interne. Une analyse statistique des résultats est présentée. L'influence sur la charge critique d'imperfections localisées est étudiée à l'aide de l'outil numérique. La pression seuil à partir de laquelle le comportement postcritique est stable est définie à partir des essais. Les résultats expérimentaux sont utilisés pour vérifier le code de dimensionnement européen ECCS et la proposition de norme Allemande DASt qui ne règlent pas explicitement le chargement en flexion et pression interne.

  • Titre traduit

    = Isotropic cylindrical shell under bendings and internal pressure : - instability and post critical behaviour


  • Résumé

    Circular cylindrical shells are often subjected to a combined loading of internal pressure and flexion. This is especially true for tank structures. The present work wants to contribute to the design of such shells. An experimental approach is used, supported by a numerical analysis. Some developments in the experimental and the numerical domain are presented. The first chapter gives a literature review about the buckling of circular cylindrical shells under axial compression, flexion and internal pressure. The numerical methods as well as the formulation of a new finite element are presented in the second chapter. The new element permits to take into account any geometrical imperfection as well as variable wall thickness around the circumference in a two dimensional formulation. The employed test methods are explained in the third chapter and a new method for characterising measured imperfections is given. The fourth chapter is reserved to the results and their analysis. A correlation between buckling loads and the measured geometrical imperfections is established and statistical analysis of the test data is presented. The influence of local imperfections onto the critical loads is studied by means of numerical calculations. The threshold pressure from which the post buckling behaviour is stable is determined by analysing the test data. The design recommendations ECCS and DASt, in which the combined loading of flexion and internal pressure is not defined explicitly, are verified by the test data.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (169 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. P 132-141

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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(2008)
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