Introduction :
Les charges énergétiques élevées résultant d’événements à dynamique rapide tels que les explosions sous-marines [Mouritz 1996, Arora et al. 2012] ou les impacts d’oiseaux [Barber et al. 1975] sont caractérisées par une pression distribuée qui varie avec le temps. La simulation numérique de tels événements [Heimbs 2011] nécessite des interactions complexes entre le fluide et la structure qui sont à la fois longues et nécessitent des calibrations des paramètres numériques pour la robustesse. L’étude proposée dans ce document vise à remplacer la charge de fluide par une charge spatio-temporelle connue sur le maillage de la structure.
Sur la base de diverses hypothèses, plusieurs formules ont été développées depuis des décennies, voir par exemple [Cole 1948, Willbeck 1978]. Cependant, une validation expérimentale précise fait toujours défaut, bien que les dérivations soient basées sur des éléments discutables. La proposition actuelle consiste à développer une méthode robuste afin d’identifier la charge de pression à partir d’expériences réelles impliquant des mesures de stéréocorrélation d’images numériques. La campagne expérimentale a déjà été réalisée [Barlow & Dorival 2019] sur des échantillons d’aluminium et de composites et peut servir de référence pour tester les méthodes.
Mission :
Étonnamment, seuls quelques articles de journaux ont été publiés sur les méthodes inverses pour l’identification des charges. La manière la plus directe de procéder est d’utiliser une approche de mise à jour du modèle par éléments finis (FEMU). Mais d’autres alternatives existent. Après une étude bibliographique, le projet de recherche se concentrera sur la comparaison entre deux méthodologies :
Le développement d’une approche FEMU de manière non intrusive, afin de tirer profit de l’efficacité des codes commerciaux par éléments finis ;
Une méthode de mise à jour en deux étapes qui a déjà été utilisée pour la mise à jour du modèle (des paramètres matériels) par plusieurs auteurs [Bonnet & Constantinescu 2005, Feissel & Allix 2007], mais qui doit être adaptée pour l’identification des charges externes.
Références :
Mouritz, 1996. The effect of underwater explosion shock loading on the flexural properties of GRP laminates. International Journal of Impact Engineering, Vol. 18 n° 2, pp. 129 – 139, 1996, ISSN 0734-743X, doi.org/10.1016/0734-743X(95)00034-8.
- Arora, P. A. Hooper, J. P. Dear, 2012. The Effects of Air and Underwater Blast on Composite Sandwich Panels and Tubular Laminate Structures. Experimental Mechanics Vol. 52 n° 1, pp. 59–81, 2012, ISSN 1741-2765, doi.org/10.1007/s11340-011-9506-z.
- Barber, H. Taylor, J. Wilbeck, 1975. Characterization of bird impacts on a rigid plate: part 1, 1975.
- Heimbs, 2011. Computational methods for bird strike simulations: a review. Computers and Structures, Vol 89 (23-24), pp. 2093-2112, 2011, doi:10.1016/j.compstruc.2011.08.007.
- H. Cole, 1948. Underwater explosions. Princeton University Press, Princeton. 1948.
- Wilbeck, 1978. Impact behavior of low strength projectiles. 1978.
- Barlow G., O. Dorival, 2019. Damage on laminate and sandwich composites under gelatine medium velocity impact tests, submitted to 21th Journées Nationales des Composites, 1-3 July 2019, Bordeaux, France.
- Bonnet & A. Constantinescu, 2005. Inverse problems in elasticity, Inverse problems, Vol 21(2), R1-R50, 2005, doi.org/10.1088/0266-5611/21/2/R01.
- Feissel & O. Allix, 2007. Modified constitutive relation error identification strategy for transient dynamics with corrupted data: the elastic case. Comp. Meth. App. Mech. Eng., Vol 196(13-16), pp. 1968-1983, 2007. doi.org/10.1016/j.cma.2006.10.005
Dynamic load identification, soft impact, bird strike, underwater blast, inverse problems, non-intrusive method.
