Identification des mécanismes de fissuration dans un alliage d ...

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B.2 Interactions de contact 205 B.2 Interactions de contact On peut séparer deux grands types de modélisation du contact avec Abaqus : ⊲ Modélisation du contact basée sur l’interaction des surfaces ⊲ Modélisation basée sur l’utilisation d’éléments de contact Les éléments de contact sont utilisés lorsqu’il est impossible de gérer l’interaction de surfaces et intègrent directement les propriétes de contact d’un point de vue global. Nous cherchons a décrire le contact aussi finement que possible, nous utiliseront donc toujours l’interaction de surfaces. La définition de la simulation du contact se résume alors en trois étapes : • définir toutes les surfaces qui seront potentiellement en contact; • definir parmi celles-ci quelle surface intéragit avec quelle autre; • définir les modèles mécaniques et thermiques qui régissent le comportement des surfaces lorsqu’elles sont en contact. Définir les paires de surfaces en contact Abaqus définit le contact entre deux corps comme deux surfaces qui peuvent intéragir; ces surfaces sont appelées «contact pair». Abaqus défini aussi le «self-contact» en 2D pour une seule surface mais on ne developpera pas ce point dans le cadre du fretting. Une paire de contact est définie par les mots clés : *CONTACT PAIR, INTERACTION=interaction-name surface-esclave, surface-maitresse L’option INTERACTION est obligatoire et permet d’associer à la paire de contact, une des interactions définies dans le modèle (voir B.2). L’ordre dans lequel les surfaces sont spécifiées est capital du fait de la discrétisation qui s’en suit. En effet, Abaqus utilise un algorithme «maître-esclave» strict dans lequel les deux surfaces ne jouent pas le même rôle : pour chaque noeud de la surface escalve, Abaqus en cherche le point le plus proche sur la surface maîtresse (voir figure B.2 ci-dessous). L’intéraction est alors discrétisée entre les points obtenus sur la surface maîtresse et les noeuds de la surface esclave. De plus les noeuds esclaves sont contraints à ne pas pénétrer la surface maîtresse, la reciproque étant fausse. La direction du contact est quand à elle toujours perpendiculaire à la surface maîtresse.On en déduit que la surface esclave, sera toujours la surface déformable dans le cas d’une paire incluant une surface rigide. Si le contact est entre deux solides déformables, c’est le corps le plus rigide qui fournira la surface maîtresse. Si les rigidités sont comparables, la surface la plus finement maillée constituera la surface esclave. Dans notre cas le cylindre sera toujours la surface maîtresse
206 Modélisation du fretting par Éléments Finis (dans certains cas il sera modélisé par une surface rigide, ou s’il est modélisé par un alliage de la serie 7000 il sera plus rigide, dans les autres cas il est moins finement maillé). point le plus proche de A • première surface = surface esclave • A point le plus proche de B • B • C • deuxième surface = surface maîtresse • Fig. B.2: Discrétisation de la surface maîtresse. Définition des modèles d’interaction de surfaces On développe ici comment définir les lois d’interaction entres les différentes surface. La déclaration se fait toujours par le mot clé *SURFACE INTERACTION en spécifiant le nom de l’interaction. Ce nom sera utilisé dans l’affectation à la paire de contact (voir B.2). *SURFACE INTERACTION, NAME=interaction-name Ensuite vient la définition de la loi à proprement parler. Il faut définir à la fois les interactions normales et tangentielles à la surface de contact. Pour les interactions normales à la surface, plusieurs modèles existent mais il faut se limiter (cas des métaux en contact) au «hard» contact (modèle par défaut). Pour les interactions tangentielles à la surface, il s’agit de définir le coéfficient de frottement, constant ou non et le critère de glissement. On utilise essentiellement le modèle de Coulomb mais de nombreuses options existent ainsi que plusieurs formulations de résolution des problèmes de contact. Interactions normales à la surface de contact Les modèles d’interactions normales consistent à définir la loi de pression en fonction de l’interpénétration des surfaces. Dans notre étude, le contact est métal-métal, on se limite donc à utiliser la formulation hard contact. Lorsque les surfaces sont en contact, n’importe quelle pression peut-être transmises par elles et si la pression chute à zero, les surfaces se séparent. Deux surfaces entrent en contact lorque leur séparation (definie par la distance entre
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