Analyse non linéaire des portiques en composite stratifié par la méthode des éléments finis

Abstract

Ce travail traite du développement d'un élément fini de portique plan stratifié basé sur la formulation de position dont la cinématique permet des tours indépendants et une variation de l'épaisseur de la brame dans le prolongement de la théorie de couche par couche. L'objectif est de vérifier les résultats obtenus avec l'élément proposé dans ce travail et de comparer son efficacité par rapport aux éléments finis bidimensionnels. De plus, les analyses sont effectuées afin de vérifier la cohérence, l'efficacité et la robustesse de la formulation par rapport principalement à la représentation correcte des distributions de contraintes. Il est donc destiné à obtenir un élément capable d'effectuer des analyses géométriques non linéaires dans des structures de portiques plans composées de matériaux composites stratifiés de section transversale mince ou épaisse. Ainsi, les résultats des distributions des contraintes devraient être plus réalistes le long de l’épaisseur et des interfaces, en vue de la modélisation future du processus d’échec de la stratification par délamination ou glissement. L'élément fini proposé dans ce travail présente une cinématique basée sur la théorie des couches, mais avec des positions intrinsèquement compatibles par les fonctions de cartographie de position elles-mêmes. La formulation est non linéaire géométrique avec la possibilité de grands déplacements et rotations et la cinématique proposée permet de représenter l'effet Zigzag et l'hétérogénéité transversale. Dans tous les exemples, des analyses numériques sont effectuées sur le logiciel Ansys à l'aide d'éléments finis à deux dimensions.