Simulations Mécaniques Non-linéaires

Au terme de cette UE, les étudiants seront capables de :

Effectuer une modélisation mathématique et simulation numérique de phénomènes non-linéaires en mécanique des solides (exemples : plasticité, viscoplasticité, élasticité non-linéaire, grandes déformations, grands déplacements et rotations, endommagement, rupture, etc ...).

Identifier, simuler, et post-traiter le comportement d’un matériau, et plus particulièrement :

• S'autoformer à l'identification sur la base de tutoriels
• S'autoformer à l'utilisation d'un logiciel de simulation du comportement sur la base de tutoriels
• Définir une méthodologie d'identification et la programmer
• Calculer les coefficients de la loi
• Réaliser une simulation numérique avec la loi choisie et les identifiés en réglant les paramètres de l'algorithme non-linéaire
• Post-traiter et analyser les champs mécaniques (contrainte équivalente, déformation plastique équivalente, loi de comportement locale, loi de comportement globale)
• Analyser la qualité de l'identification et de la simulation numérique sur la base d'une comparaison essais / identification / calculs numériques
• Définir des standards / bonnes pratiques / recommandations relatifs à l'identification et à la modélisation du comportement des matériaux.

Mettre en données un problème de mise en forme, le résoudre et en analyser les résultats, et notamment :

• Choisir un procédé de mise en forme en fonction de la géométrie finale attendue et des propriétés mécaniques souhaitées
• Mettre en données le problème selon le matériau et les capacités du matériel expérimental/pédagogique à disposition
• Identifier les modes de déformations, adapter les paramètres du procédé en vue de les obtenir ou de les éviter
• Choisir le modèle de plasticité adapté à un matériau et à son mode d’élaboration
• Choisir les méthodes de résolution du problème numérique adaptées au phénomène à simuler
• Mettre en évidence numériquement ces défauts, identifier leur cause et choisir les paramètres du procédé pour les éviter/atténuer
• Mettre au point virtuellement un procédé de mise en forme grâce à un pro-logiciel donné
• A partir de la CAO, de déterminer les zones critiques en termes d’amincissement, plissement, cornes, fissures, etc. à l’aide de logiciels dédiés

Dimensionner des composants d'absorption d'énergie pour une structure en respectant le cahier des charges fonctionnelles, et plus particulièrement :

• Résoudre analytiquement un problème d'effondrement d'absorbeurs d'énergie
• Assurer une mise en données pour simuler la ruine de structure
• Visualiser/analyser une réponse structurelle soumis un crash de type crash
• Comparer les réponses globales sous l'influence de facteurs
• Définir des solutions adaptées dans un contexte d'optimisation
• Analyser les résultats d'une simulation sur mannequins numériques en situation de crash
• Analyser un environnement véhicule/piéton et véhicule/occupant

MEF Avancée 1 & 2, Méthodes numériques non-linéaires

S. Degallaix, B. Ilschner, Traité des matériaux 2: Caractérisation expérimentale des matériaux, Presses polytechniques et universitaires romandes.
D. François, Lois de comportement des métaux : Elasticité, Viscoélasticité; Elastoplasticité, Viscoplasticité, Techniques de l’ingénieur
J. Lemaitre, J-L Chaboche, Mécanique des matériaux solides, Dunod
A. Col, L’emboutissage des aciers, Dunod, 2010
K. Saanouni, Damage Mechanics in Metal Forming, Wiley, 2012