Modèles cinématiques en flexion : Contribution au développement d'une méthodologie simplifiée de détermination des courbes caractéristiques du comportement bidimensionnel

par Jean-Hubert Anceau

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Yves Ravalard.

Soutenue en 1994

à Valenciennes .

mots clés

• Transport ferroviaire
• Véhicule guide
• Collision
• Choc mecanique
• Rail transportation
• Guided vehicle
• Collision
• Mechanical shock

Résumé

Afin d'étudier les phénomènes de collision dans les véhicules de transport guide, nous disposons de deux méthodes principales: l'expérimentation et la simulation numérique. Pour des raisons de coût et de délais, les concepteurs ont très souvent recours à des outils de simulation numérique de complexité croissante, adaptés aux différents stades de l'étude. L’approche locale, basée sur le concept des éléments finis constitue un outil adapté à l'optimisation d'éléments structuraux durant la phase de conception. L’approche globale, fondée sur les modèles multicorps est un outil approprié à la phase de préconception. Bien que cette approche ait l'avantage de réduire considérablement les temps de calcul, son utilisation est très souvent limitée du fait des moyens disponibles pour caractériser la rigidité en flexion et/ou en compression des éléments structuraux. Actuellement, ces données, respectivement les courbes moment-angle de pliage et effort-écrasement, sont obtenues soit expérimentalement, soit numériquement grâce a un calcul par éléments finis, ce qui a pour effet de réduire la souplesse et l'efficacité de l'approche. Toutefois, l'introduction des modèles cinématiques pour caractériser la rigidité des éléments permet de garantir les performances de l'approche globale dans les phases de mise en données et de simulation. Suite à l'inventaire des profils utilisés en construction ferroviaire, nous nous intéressons au développement de modèles cinématiques en flexion pour les sections rectangulaires creuses ainsi que pour les profils ouverts de type U, H et Omega. Afin de valider ces derniers, nous les intégrons au niveau de modèles multicorps. Nous simulons successivement l'impact d'un bras articulé contre un couteau rigide, puis l'écrasement de l'extrémité d'un châssis de véhicule ferroviaire. La confrontation des résultats à ceux issus de tests expérimentaux ou numériques atteste de l'aptitude des modèles cinématiques en flexion à caractériser la rigidité des éléments structuraux. Les modèles cinématiques développés constituent une bibliothèque. Cette dernière est intégrée au niveau du préprocesseur de CRASH2D

Titre traduit

Bending kinematic models : Contribution to the development of a simplified methodology for the determination of the characteristic curves of a two-dimensional behavior

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