Simulation numérique par éléments finis et étude expérimentale de phénomènes de choc : modélisation en dynamique incluant un comportement d'élasto-visco-hystérésis volumique et coque. Application à l'impact de plaques

Finite element numerical simulation and experimental study of shock phenomena : modelling in dynamics including and elasto-visco-hysteresis behaviour in volume and shell : Application to impact of plates

• Auteur / Autrice : Nicolas Couty
• Direction : Gérard Rio
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Lorient
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Génie mécanique et matériaux (Lorient)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hystérésis

Milieux continus, Mécanique des

Élastoviscoplasticité

Éléments finis, Méthode des

Mots clés libres

Dynamique rapide

Contact

Explosion

Impact

Résumé

La complexité et la rapidité des phénomènes caractérisant les chocs impliquent une modélisation rigoureuse et adaptée. Sur la base d'une discrétisation spatiale par éléments finis, le choix des outils numériques a été guidé par la volonté de se placer dans les meilleures conditions du point de vue de la cinématique, de l'intégration temporelle et enfin des modèles de comportement. Ainsi, le code de calcul éléments finis Herezh développé au laboratoire s'appuie sur une cinématique de grandes transformations fondée sur la notion de coordonnées matérielles entraînées. Une première étape a consisté à introduire des outils de simulation éprouvés dans le cadre de la dynamique rapide : intégration temporelle explicite par la méthode des différences finies centrées, gestion du contact par perturbation des positions des noeuds, pour l'étude des impacts. Dans un deuxième temps, les travaux ont porté sur l'identification et la validation d'un modèle de comportement élastoplastique visqueux de type élastoviscohystérésis. L'utilisation de ce modèle associé à des éléments finis de type coques minces a conduit au développement d'une procédure itérative destinée au respect des conditions de contraintes planes. Sur le plan expérimental, la nécessité de disposer de résultats d'essais nous a incités à concevoir une machine d'impact instrumentée. Les difficultés numériques rencontrées dans la mise en oeuvre du modèle de comportement pour la simulation des explosions et des impacts ont été solutionnées. La modélisation obtenue est ainsi robuste et permet de traiter l'ensemble de l'impact jusqu'au rebond du projectile. La corrélation entre résultats numériques et expérimentaux est de bonne qualité