Essais & Simulations n°139

DOSSIER
DE LA SIMULATION POUR L’AÉRO
La corrélation d’images numériques est
une technique qui permet de suivre le
déplacement des points d’une structure
en faisant l’hypothèse que ces points
conservent le même niveau de gris dans
l’image. Les conditions d’éclairage doivent
donc être maîtrisées afin de limiter l’incertitude
de mesure et d’assurer la capacité
à suivre la structure même dans le cadre
de grands déplacements.
Champ de déplacement vertical mesuré
par corrélation d’images sur le maillage de
simulation, logiciel EikoTwin DIC – IRT Saint
Exupéry
additive que celui des structures treillis.
Une seconde approche, proposée et mise
en œuvre dans le projet LASER, consiste
à caractériser les éléments constitutifs
d’une structure treillis, à savoir les micropoutres.
Des géométries d’éprouvettes ont
été conçues et fabriquées sur les mêmes
plateaux que les structures treillis pour
accéder aux propriétés intrinsèques des
micro-poutres en fonction de leur orientation
(verticale, inclinée). L’intérêt de cette
approche est qu’elle permet de capturer
des effets liés notamment à la finesse de la
géométrie, relativement connus en fabrication
additive: rugosité, écart de forme
(diamètre moyen, cylindricité), histoire
thermique et métallurgie particulière.
des mesures de ces écarts sont rarement
disponibles pour les bureaux d’étude. La
modélisation choisie dans un premier
temps les néglige donc en grande partie.
Simulation de l’essai de compression sur
une structure treillis de 5x5x5 mailles BCCZ,
maillage éléments solides, logiciel Abaqus –
IRT Saint Exupéry
MODÉLISATION ET CALCUL
Plusieurs approches de modélisation du
comportement mécanique des structures
treillis peuvent être considérées. La plus
fidèle en termes de représentation géométrique
décrit en volume chaque micropoutre.
La discrétisation par éléments-finis
volumiques permet de rester au plus
près de la géométrie telle que conçue. Du
point de vue de la physique, étant donné
le niveau de déformation attendu lors des
essais de compression, il est important
de décrire le comportement élasto-plastique
des constituants de la structure.
Une difficulté à ce stade est de décrire
le comportement mécanique local par
une loi adaptée. Plusieurs approches sont
envisageables en bureau d’étude :
En première approche, il est possible de
considérer des propriétés du matériau
constitutif issues d’essais standards. Dans
ce cas, il est recommandé a minima que les
essais standards aient été réalisés sur des
éprouvettes usinées à partir de bruts obtenus
par le même procédé de fabrication
Eprouvettes
« micro-poutres »
pour la caractérisation
des éléments constitutifs
d’une structure treillis –
IRT Saint Exupéry
L’application du chargement et des conditions
limites est un point essentiel de la
modélisation. Au même titre que les écarts
entre la géométrie telle que conçue et celle
fabriquée, les écarts entre le chargement
« idéal » et celui réellement subi par la
structure peuvent avoir un impact non
négligeable sur la réponse. Cependant,
La problématique du temps de calcul
émerge assez rapidement pour ce genre
de modèle non-linéaires, composés de millions
d’éléments. Le projet LASER travaille
actuellement au passage vers une approche
simplifiée basée sur une approximation
de la géométrie par des éléments-finis
linéiques avec une cinématique de poutre,
60 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°139 • novembre-décembre 2019