Simulation numérique et expérimentale du comportement ...

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V. Modélisation de structures de ballonsV.1.1 Modélisation du frottementCette simulation par éléments finis a été développée dans le code de calcul "MSC. Marc-Mentat" sur lequel est implémenté la loi mixte.Conformément à la géométrie du dispositif expérimental, ces essais simulés sont réalisés surun disque de 1450 mm de diamètre et de 50Om d’épaisseur, afin de représenter un assemblagecentral de ballon (Figure 61). Cet assemblage est représenté par une surépaisseur de 46Om.Bien que les assemblages ne soient pas constitués exactement du même matériau que lefuseau, nous considérons que leurs caractéristiques mécaniques sont identiques. Nous avonsvérifié cette hypothèse par une série d'essais de traction et de fluage sur assemblages.Ø145025Ø145025 150RubansPetFuseauxPet/Pa/PetStructure à ruban centralStructure à rubans déportésFigure 61 : Description des échantillons testésLe maillage comprend 4792 éléments quadrangles de type coque (Figure 62).Figure 62 : Maillage du quart de disqueDes tests ont été réalisés sur des éléments de type "coque" et de type "membrane" quisemblent plus représentatifs de notre matériau. Les coques donnent des résultats comparablesaux membranes avec des temps de convergence inférieurs. Notre choix c'est donc porté sur106
V. Modélisation de structures de ballonsdes éléments de type coque à interpolation linéaire. Etant données les valeurs de déformationobservées et les grands déplacements de la structure, la non linéarité géométrique est activée.Concernant le matériau, nous avons utilisé les coefficients des lois identifiés précédemment(IV.2).L'essai que nous modélisons a été réalisé au préalable sur le dispositif expérimental. Lesconsignes de pression et de pré-tension appliquées comme conditions limites sont issues del'acquisition au cours de l'essai et sont donc strictement identiques aux paramètres réels.L'essai consiste donc à appliquer une pré-tension représentative d'un BPS de 10m de diamètregonflé à 15hPa. La valeur de 15 hPa est maintenue constante durant environ 2 jours àtempérature ambiante.Afin d’avoir un modèle le plus simple possible, le frottement ne sera modélisé que sur uneligne de nœuds. Le quart de disque modélisé est décomposé en deux corps déformables(Figure 63). La première zone (Figure 63 - film contact) vient en contact avec le joint (Figure63 – corps rigide). La deuxième zone correspond au reste de l'échantillon sur lequel estappliqué le différentiel de pression (Figure 63 - film intérieur). Les paramètres de contact sontappliqués à la ligne de nœud frontière entre ces deux zones.Du fait de la géométrie de la surface rigide adoptée pour modéliser le joint supérieur et de ladifférence de pression à l’intérieur de l’enceinte, le deuxième corps déformable(film_interieur) peut venir en contact avec le joint. Mais le fait d’avoir créé deux corpsdéformables permet de définir un coefficient de frottement nul entre le joint et la partieintérieure du film, évitant ainsi l’apparition des forces de frottement parasites, qui viendraientfausser la valeur totale de la force de frottement.1ère ligne denœudCorpsdéformableCorps rigideFilm contactFilm intérieurFigure 63 : Définition du corps de contact107
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RemerciementsJe tiens en premier li
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NotationsLtenseur d’ordre 4 d’a
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