Contribution à l'étude du flambement des structures gonflables

par Adama Diaby

Thèse de doctorat en Sciences de l'ingénieur. Génie civil

Sous la direction de Christian Wielgosz.

Soutenue en 2005

à Nantes .


  • Résumé

    Les matériaux qui constituent les structures gonflables ont en général un comportement de type membrane. A cause de leur manque de rigidité à la flexion, ces structures membranaires flambent localement (apparition des plis) à chaque fois qu'elles sont sollicitées en compression. On développe alors un élément fini membrane pure sans rigidité à la flexion pour étudier ces structures. La modélisation des plis se fait à partir de la théorie de la bifurcation pure. A cette fin, on modifie la méthode de longueur d'arc classique, en y ajoutant une procédure permettant de traiter la présence des racines complexes dans l'e��quation quadratique du second degré. D'autre part, on étudie le flambement des tubes pressurisés à travers un élément fini poutre gonflable. La construction de cet élément se fait à partir des hypothèses de Timoshenko et de rotations finies. Partant d'hypothèses simplificatrices, on arrive à établir des équations linéarisées, et une matrice de rigidité symétrique qui contient explicitement la pression. L'élément fini poutre gonflable ainsi construit est comparé à l'élément fini membrane 3D à travers une série d'exemples. Finalement, une campagne expérimentale est menée sur le flambement des tubes pressurisés. Les résultats expérimentaux obtenus sont comparés aux deux modèles numériques alors développés.


  • Résumé

    The materials of inflatable structures have a behavior of the membrane type in general. Because of their lack of bending stiffness, these membrane structures are often partially wrinkled at each time they are in compression. One develops a pure finite element membrane without bending stiffness to study such structures. The modeling of the folds is done under the pure bifurcation theory. For this purpose, one modifies the standard arclength method by adding a procedure to treat the presence of the complex roots in the quadratic equation of the second degree. In another hand, one studies the buckling of the pressurized tubes through a finite element inflatable beam. The construction of this element is based on the assumptions of Timoshenko and finite rotation. From simplifying assumptions , one establishes the linearized equations and a symmetric stifness matrix which present the effect of pressure. This finite element inflatable beam is compared with the 3D finite element membrane through a series of examples. Finally, experiments were conducted to obtain the buckling of the pressurized tubes. The experimental results obtained are compared with the two previous numerical models.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (152 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 133-141

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2005 NANT 2022
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.