Analyse de sensibilité globale de modèles thermomécaniques de simulation numérique du soudage

par Matthieu Petelet

Thèse de doctorat en Mécanique. Énergétique

Sous la direction de Alexandre Loredo et de Olivier Asserin.

Soutenue en 2007

à Dijon .


  • Résumé

    La démarche actuelle de simulation numérique d'une opération de soudage (SNS) concernant la définition du modèle mécanique consiste à utiliser au mieux des connaissances, les paramètres matériau et à utiliser le modèle qui semble le plus adapté à la situation. Cette démarche comporte un impondérable de taille : les données du matériau sont toujours incomplètes ! Ainsi, cette manière de procéder admet, omet ou néglige l'influence de la méconnaissance des paramètres du modèle sur le résultat de la simulation. Dans ce cas quelle pertinence, quelle fiabilité peut on accorder au modèle ? Cette thèse propose d'apporter les éléments permettant de lever ce verrou et de les appliquer à des cas concrets de simulation du soudage. La détermination des paramètres influents sera réalisée par une analyse de sensibilité globale. Pour la mettre en oeuvre, des expériences numériques de soudage sont planifiées, couvrant l'espace matériau des aciers où toutes les propriétés du matériau varient à la fois. La méthodologie de l'analyse de sensibilité globale permet alors d'identifier les propriétés du matériau les plus influentes sur la variabilité des sorties du code de calcul (contraintes et distorsions). La méthodologie d'analyse de sensibilité globale, totalement innovante en SNS, a démontré la possibilité de réduire la phase d'identification aux seuls paramètres importants et de quantifier les effets des variables d'entrée sur le résultat du calcul. Ainsi, l'analyse de sensibilité apporte des réponses à quelques questions fréquemment posées en SNS : Quelles propriétés du matériau doivent être mesurées avec précision et lesquelles peut-on se contenter de prendre dans la littérature ?

  • Titre traduit

    Global sensitivity analysis of thermo-mechanical models in numerical weld modelling


  • Résumé

    Current approach of most welding modellers is to content themselves with available material data, and to chose a mechanical model that seems to be appropriate. Among inputs, those controlling the material properties are one of the key problems of welding simulation: material data are never characterized over a sufficiently wide temperature range! This way to proceed neglect the influence of the uncertainty of input data on the result given by the computer code. In this case, how to assess the credibility of prediction? This thesis represents a step in the direction of implementing an innovative approach in welding simulation in order to bring answers to this question, with an illustration on some concretes welding cases. The global sensitivity analysis is chosen to determine which material properties are the most sensitive in a numerical welding simulation and in which range of temperature. Using this methodology require some developments to sample and explore the input space covering welding of different steel materials. Finally, input data have been divided in two groups according to their influence on the output of the model (residual stress or distortion). In this work, complete methodology of the global sensitivity analysis has been successfully applied to welding simulation and lead to reduce the input space to the only important variables. Sensitivity analysis has provided answers to what can be considered as one of the probable frequently asked questions regarding welding simulation: for a given material which properties must be measured with a good accuracy and which ones can be simply extrapolated or taken from a similar material?

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Informations

  • Détails : 1 vol.(123 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 111-114, [70] réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Bourgogne. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TDDIJON/2007/60
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