Contribution à l’étude numérique des coques par des éléments de type solide-coque, applications linéaires et non linéaires.

Abstract

L’utilisation des structures en coques dans le domaine de l’ingénierie est très fréquente. Vu la complexité géométrique et le comportement de ces structures, l’étude se fait généralement avec la modélisation numérique, notamment la méthode des éléments finis et avec des éléments de type coque à deux dimensions. Cependant l’existence d’autres types de structures volumiques (raidisseurs, semelles, supports …), pouvant être raccordées avec ces structures pose un problème de liaison entre deux types d’éléments (2D et 3D). Donc, l’utilisation des éléments finis solide-coque qui peut à la fois représenter plus efficacement le comportement de ces structures et assurer la jonction entre les éléments solides 3D et les éléments coques 2D, est devenu importante. Ces éléments permettent d’une part, d’allier les caractéristiques d'éléments solides volumiques, tels que la description géométrique, les degrés de liberté et les lois de comportement 3D, au modèle mécanique qui fait appel aux théories des coques et d’autre part en pratique lorsque l’ouvrage ayant une géométrie complexe et soumis à des charges importantes, ces dernières risquent de provoquer des grands déplacements ce qui nécessite soit d’intégrer des raidisseurs pour minimiser les déplacements ou bien de tenir en compte de l’analyse non linéaire géométrique. Malgré les recherches effectuées pour éliminer les différents problèmes de blocage numérique rencontrés pour les éléments finis type solidecoque, certains verrouillages sévères persistent encore. Dans ce travail nous proposons, comme contribution à l’étude numérique des structures en coques, deux éléments finis, le premier est un élément coque sans degré de liberté rotationnelle et le second est un nouvel élément fini de type solide-coque applicable pour ce type de structures en comportement linéaires et non linéaires. Des tests de validation des éléments développés sont présentés, les résultats obtenus sont comparés avec les solutions de références et avec ceux donnés par d’autres éléments disponibles dans la littérature, cette comparaison confirme l’efficacité et la précision des éléments proposés