Abaqus Treuil 1

TP Mécanique de la mise en forme des métaux

TP N°1

TP N°1 : Initiation à ABAQUS Modélisation d'un Treuil 1- Description du problème : Le but de ce TP est de modéliser sur ABAQUS/CAE un modèle simple en utilisant l'arbre modèle et cela en vous montrant les étapes de base employés pour créer et analyser ce modèle. Cet exemple consiste à un treuil qui représente une structure simple et articulée qui est encastrée à l'extrémité gauche et montée sur des rouleaux à l'extrémité droite comme indiqué sur la figure 1.1. Les barres peuvent tourner librement aux joints. La structure ne peut pas se déplacer hors plan. Une première simulation doit être d'abord réalisée sous ABAQUS/Standard pour déterminer la flèche statique de la structure et la contrainte maximale sur ces barres quand une charge de 10 kN est appliquée comme indiqué sur la Figure 1.1. Une deuxième simulation doit être effectuée sous ABAQUS/Explicit sous l'hypothèse que la charge est appliquée soudainement pour étudier la réponse dynamique de la structure. Tous les barres de la structure sont des barres circulaires en acier de diamètre 5 mm.

Fig 1.1: Schéma du Treuil 2- Les étapes d’Analyse : Pour modéliser le treuil, on doit suivre les étapes suivantes: Esquisser la géométrie bidimensionnelle et créez une pièce représentant la structure. Définir les propriétés du matériau et les propriétés de la section de la structure. Assembler le modèle. Configurer la procédure d'analyse et les outputs. Appliquer les chargements et les conditions aux limites de la structure. Préparé par: Fédia ELMABROUK

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TP N°1

Mailler la structure. Créer un Job et l'exécuter pour l'analyse. Afficher les résultats de l'analyse.

2.1. Création de la géométrie : Module PART Avant de commencer de définir n'importe quel modèle sous ABAQUS, on doit décider quel système des unités on emploie. ABAQUS n'a aucun système d'unités intégré. Toutes les données doivent être spécifiées dans un système d'unités conforme. Table 1.1. Système d'unités conforme Quantité Longueur Force Masse Temps Contrainte Energie Densité

SI m N kg s Pa (N/m2) J Kg/m3

SI (mm) mm N tonne (103 kg) s MPa (N/mm2) mJ (10-3 J) tonne/mm3

Le système d'unités utilisé dans ce TP est SI. Démarrer Abaqus et choisir " Create Model Database " + "With Standard/Explicit Model" Dans l’arbre du modèle cliquer deux fois sur Parts. Dans la boite de dialogue Create Part : - Renommer la pièce Frame - Sélectionner 2D Planar - Sélectionner Deformable - Sélectionner Wire - Mettre Approximative size = 4.0 - Cliquer continue

Pour commencer à esquisser la géométrie de la structure, cliquer sur l’icône Create Isolated Point en définissant des points isolés. Créer 3 points avec les coordonnées suivantes: (-1.0,0.0), (0.0,0.0) et (1.0,0.0) et qui représentent les positions des joints sur la partie inférieure de la structure. Les positions des points sur la partie supérieure du cadre ne sont pas évidentes, mais peut être facilement déterminées par l'utilisation du fait que les barres de la structure forment des angles de 60 ° les uns avec les autres. Dans ce cas, la géométrie de construction peut être utilisée pour déterminer les positions de ces points. Cliquer sur l'icône Create Construction: Line at an Angle pour créer des lignes de construction angulaires passant par les points créés dans l'étape précédente. Préparé par: Fédia ELMABROUK

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Entrer une valeur de 60.0 dans la zone de message-guide présentant l'angle que la ligne de construction fait avec l'horizontale. Placer le curseur sur le point dont les coordonnées sont (-1.0, 0.0), puis cliquer avec le bouton gauche de la souris pour créer la ligne de construction. De même, créer l'autre ligne de construction passant par le point de coordonnés (0.0,0.0). Créez deux lignes de construction angulaires orientée 120° par rapport à l'horizontale à travers les points (0.0, 0.0) et (1.0, 0.0). (Vous devez quitter l'outil de dessin en cliquant sur l'icone de l'outil et ensuite resélectionner l'outil pour entrer une autre valeur d'angle.)

Pour définir la structure, on doit esquisser les lignes de géométrie. En ajoutant les lignes de construction et en déplaçant le curseur sur l'esquisse, ABAQUS/CAE affiche les points d'intersection qui vous aide à aligner les objets précisément. Cliquer sur l’icône Create Lines : Connected et lier les points d'intersections afin d'obtenir la structure finale comme indiqué sur la figure 1.2. Puis

cliquer

sur

Done et enregistrer votre Travail.

Fig1.2. Géométrie de la structure

2.2. Définition du matériau et ses propriétés : Module Property Dans cet exemple, toutes les barres de la structure sont d'acier et supposées être élastique linéaire avec le module de Young de 200 GPa et le coefficient de Poisson de 0,3. Ainsi, on va créer un seul matériau élastique linéaire avec ces propriétés. Préparé par: Fédia ELMABROUK

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Pour définir le matériau, dans l’arbre du modèle double-cliquer sur Materials. -

Renommer le matériau Steel et donner une description (au choix).

-

Cliquer sur l’onglet Mechanical

-

Définir le module d’Young et le coefficient de Poisson.

-

Cliquer OK

2.2.1.

Elasticity

Elastic

Définition et affectation des propriétés de la section:

On définit les propriétés d'une pièce par les sections. Après avoir créer une section, on peut utiliser l'une des deux méthodes suivantes pour attribuer la section de la pièce dans la fenêtre courante: On peut simplement sélectionner la région de la pièce et attribuer la section de la région sélectionnée. On peut utiliser les outils nécessaires pour créer un ensemble (Set) homogène contenant la région et assigner la section à l'ensemble. Pour cet exemple, on doit créer une section treillis simple (Truss) qu'on va attribuer à la structure en la sélectionnant dans la fenêtre. La section fera référence au matériau acier qu'on vient de créer ainsi que la définition de la section transversale des barres de la structure. • Définition de la section Truss:

La définition de la section treillis nécessite seulement la référence du matériau et la section transversale. Notons que les barres de la structure sont des barres circulaires de diamètre 0.005m d'où leurs section transversale est de 1.963× 10-5 m2. Préparé par: Fédia ELMABROUK

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Pour définir la section, dans l'arbre modèle double-cliquer sur Sections. Dans la boite de dialogue Create Section - Renommer la section FrameSection - Dans la liste Category, sélectionner Beam - Dans la liste Type, sélectionner Truss - Cliquer sur Continue - Dans la boite de dialogue Edit Section, accepter la sélection par défaut du matériau Steel associé à la section. - Dans Cross-sectional area, donner la valeur 1.963E-5 - Cliquer sur OK

• Affectation de la section à la structure

Pour affecter la section FrameSection à la structure, dans l'arbre modèle développer la branche pour la pièce nommée Frame en cliquant sur le symbole "+" pour développer la base Parts puis en cliquant sur le symbole "+" pour développer la rubrique Frame. Double-cliquer sur Section Assignements dans la liste des attributs de la pièce qui apparaît. ABAQUS/CAE affiche des messages-guide dans la zone de message-guide pour vous aider. Sélectionner la pièce entière comme la région à laquelle la section sera appliquée. ABAQUS/CAE mets la structure en surbrillance. Pour sélectionner plusieurs entités, utiliser le bouton shift. Cliquer avec la roulette dans la fenêtre d'affichage ou cliquer sur Done dans la zone de message-guide pour valider la géométrie sélectionnée. Dans la boite de dialogue Edit Section Assignement accepter la sélection par défaut de la section FrameSection puis cliquer OK. ABAQUS/CAE affecte la section treillis à la structure et colore la structure entière en turquoise. Cliquer sur Done.

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2.3. Définition de l'assemblage : Module Assembly Chaque pièce qu'on crée est orientée dans sa propre système de coordonnées et il est indépendante des autres pièces dans le modèle. Même si un modèle peut contenir plusieurs pièces, il ne contient qu'un seul assemblage. On définit la géométrie de l'assemblage en créant des instances d'une pièce et ensuite en positionnant les instances par rapport aux autres dans un système de coordonnées global. Une instance peut être indépendante ou dépendant. Les instances indépendantes sont maillées individuellement, tandis que le maillage d'une instance dépendante est associée au maillage de la pièce originale. Par défaut, les instances d'une pièce sont dépendantes. Pour ce problème, on va créer une seule instance du Treuil. ABAQUS/ CAE positionne l'instance afin que l'origine de l'esquisse qui définit la structure recouvre l'origine du système de cordonnées de l'assemblage. Pour définir l'assemblage, dans l'arbre modèle développer la base Assembly et doublecliquer sur Instances dans la liste qui apparait. ABAQUS/CAE passe au module ASSEMBLY. Dans la boite de dialogue Create Instance, sélectionner Frame puis cliquer OK

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Dans cet exemple, la seule instance de la structure définit l'assemblage. La structure est affichée dans le plan 1-2 de système de coordonnées global. Une triade dans le coin inférieur gauche de la fenêtre d'affichage indique l'orientation du modèle par rapport à la vue. Une seconde triade dans la fenêtre d'affichage indique l'origine et l'orientation du système de coordonnées global. Le 1-axe global est l'axe horizontal de la structure, le 2-axe global est l'axe vertical, et le 3-axe global est normal au plan de la structure. Pour des problèmes bidimensionnels comme celui-ci ABAQUS exige que le modèle sera dans un plan parallèle au plan global 1-2.

2.4. Configuration de l'analyse : Module Step Après avoir créé notre assemblage, on peut configurer notre analyse. Dans cette simulation, nous sommes intéressés à la réponse statique du Treuil à une charge de 10 kN appliquée au centre, avec l'extrémité gauche encastrée et l'extrémité droite est montée sur des rouleaux. Il s'agit d'un chargement unique, alors un seul pas d'analyse est nécessaire pour la simulation. Ainsi, l'analyse se compose de deux pas en total: Un premier pas, dans lequel on va appliquer des conditions aux limites qui contraignent les extrémités de la structure. Un pas d'analyse, dans lequel on va appliquer une charge concentrée au centre de la structure. ABAQUS/CAE génère un pas initial automatiquement, mais on doit créer un pas l'analyse. On peut également demander les outputs des toutes les pas de l'analyse. Il y a deux sortes de pas d'analyse dans ABAQUS: les pas d'analyse générale, qui peut être utilisé pour analyser la réponse linéaire ou non linéaire, et les pas d'analyse de perturbation linéaire, qui ne peut être utilisée que pour analyser les problèmes linéaires. Seuls les pas d'analyse générale sont disponibles dans ABAQUS/Explicit. Pour cette simulation, on va définir un pas d'analyse de perturbation linéaire statique.

2.4.1.

Création d'un pas d'analyse:

A ce stade, on va créer un pas d'analyse de perturbation linéaire statique qui suit le pas initial de l'analyse. Dans l'arbre du modèle double-cliquer sur la base Steps pour créer un pas. ABAQUS/CAE passe au module Step et la boîte de dialogue Create Step apparaît. Une liste de toutes les procédures générales et un nom du pas Step-1 est fourni par défaut. - Renommer le pas Apply load. Préparé par: Fédia ELMABROUK

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- Sélectionner Linear perturbation comme Procedure type. - Dans la liste des procédures disponibles de perturbation linéaire dans la boîte de dialogue Create Step, sélectionner Static, Linear perturbation. - Cliquer sur Continue. La boîte de dialogue Edit Step apparaît avec les paramètres par défaut pour un pas d'analyse de perturbation linéaire statique. - L'onglet Basic est sélectionné par défaut. Dans le champ Description, taper 10 kN central load. - Cliquer sur l'onglet Other pour voir son contenu; on peutaccepter les valeurs par défaut fournies pour le pas. - Cliquer sur OK pour créer le pas et pour quitter la boîte de dialogue Edit Step.

2.4.2.

Demande des données d'output:

L'analyse par éléments finis peut créer de très grandes quantités d'outputs. ABAQUS vous permet de contrôler et de gérer ces outputs, afin que seules les données nécessaires pour interpréter les résultats de votre simulation sont produites. Quatre types d'outputs sont disponibles à partir d'une analyse sur ABAQUS: Résultats stockées dans un fichier binaire neutre utilisé par ABAQUS/CAE pour le post-traitement. Ce fichier est appelé ABAQUS output database et a l'extension .odb. Tableaux de résultats imprimés, écrits dans le fichier ABAQUS data (. dat). Les outputs écrits au fichier de données (data file) sont disponibles uniquement dans ABAQUS/Standard. Les données de reprise utilisées pour poursuivre l'analyse, écrit au fichier de reprise d'ABAQUS(. res). Résultats stockées dans des fichiers binaires pour un post-traitement ultérieur avec un logiciel tiers, écrit au fichier de résultats d'ABAQUS (.fil). On n'utiliseras que les premiers résultats dans la simulation du treuil. Par défaut, ABAQUS/CAE écrit les résultats de l'analyse au fichier base de données d'outputs (.odb). Lorsqu'on crée un pas, ABAQUS/CAE génère une demande d'output par défaut pour le pas. Préparé par: Fédia ELMABROUK

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On utilise Field Output Requests Manager pour demander les outputs des variables qui doivent être écrites à des fréquences relativement faibles à la base de données des outputs du modèle entier ou d'une grande partie du modèle. Vous utilisez History Output Requests Manager pour demander les outputs des variables qui doivent être écrites sur la base de données des outputs à une fréquence élevée d'une petite partie du modèle, par exemple, le déplacement d'un seul nœud. Pour cet exemple on va examiner les outputs demandés pour le fichier .odb et accepter la configuration par défaut. Dans l'arbre modèle, cliquer avec le bouton droit de la souris sur la base Field Output Requests Manager sélectionner Manager dans le menu qui apparaît. Le Manager qui consiste à un tableau formé par deux listes affiche le statut de chaque demande d'output dans chaque pas. on peut utiliser la Field Output Requests Manager pour effectuer les opérations suivantes: - Sélectionner les variables que ABAQUS va écrire à la base de données d'output. - Sélectionner les points de la section pour laquelle ABAQUS va générer des données d'output. - Sélectionner la région du modèle pour lequel ABAQUS va générer des données d'output. - Changer la fréquence à laquelle ABAQUS va écrire les données à la base de données d'output. Examiner les outputs demandés par défaut que ABAQUS/CAE génère pour le pas d'analyse de perturbation statique et linéaire qu'on a créé et nommé Apply load. Cliquer sur la cellule dans le tableau intitulée Created; cette cellule est mise en surbrillance. Les informations suivantes relatives à la cellule sont indiquées dans la légende au bas du gestionnaire: - Le type de procédure d'analyse effectuée dans le pas dans cette colonne. - La liste des variables d'output demandés - L'état d'output demandés.

Sur le côté droit de Field Output Requests Manager, cliquez sur Edit pour afficher plus d'informations détaillées sur les outputs demandés. L'éditeur Field Output apparaît. Dans la région d'Output Variables de cette boîte de dialogue, il ya une zone de texte qui liste toutes les variables qui seront des outputs. Si vous modifiez les outputs demandés, on peut toujours revenir aux valeurs par défaut en cliquant sur Preselected defaults au dessus de la boîte de texte.

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Cliquer sur les flèches à côté de chaque catégorie de variables d'output pour voir exactement quelles sont les variables d'outputs. Cliquer sur Cancel pour fermer l'éditeur Field Output, puisqu'on ne souhaite pas apporter de modifications aux outputs demandés par défaut. Cliquer sur Dismiss pour fermer Field Outputs Requests Manager. Examiner les History output Requests d'une manière semblable en cliquant avec le bouton droit de la souris sur History output Requests dans l'arbre du modèle et en ouvrant l'éditeur History Output.

2.5. Application des conditions aux limites et des chargements au modèle: Module Load Les Conditions imposées, telles que les chargements et les conditions aux limites, sont dépendants aux pas d'analyse, ce qui signifie qu'on doit spécifier le ou les pas dans lesquelles elles deviennent actives. Après la définition des pas de l'analyse, on peut définir des conditions imposées.

2.5.1.

Application des conditions aux limites à la structure:

Dans les analyses des structures, les conditions aux limites sont appliquées à des régions du modèle où les déplacements et/ ou rotations sont connus. Ces régions peuvent être encastrés pour rester fixe durant la simulation ou peuvent avoir les déplacements et/ou des rotations spécifiés non nuls . Dans ce modèle la partie inférieure gauche de la structure est encastrée et, par conséquent, ne peut pas se déplacer dans n'importe quelle direction. La partie inférieure droite de la structure, cependant, est fixée dans le sens vertical, mais est libre de se déplacer dans la direction horizontale. Pour appliquer les conditions aux limites à la structure, dans l'arbre modèle doublecliquer sur la base BCs. ABAQUS/CAE passe au module Load, et la boîte de dialogue Create Boundry Condition s'affiche. Préparé par: Fédia ELMABROUK

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Dans la boîte de dialogue Create Boundry Condition: - Renommer la condition aux limites Fixed. - Dans la liste des pas (Steps), sélectionner Initial, le pas dans laquelle la condition limite sera activée. Toutes les conditions aux limites mécaniques spécifiées au pas Initial doit avoir grandeurs nulles. Cette condition est appliquée automatiquement par ABAQUS/CAE. - Dans la liste Category, accepter Mechanical comme catégorie par défaut. - Dans la liste Types for Selected Step, sélectionner Displacement/Rotation et cliquer sur Continue. ABAQUS/CAE affiche des messages-guides dans la zone des messages-guides durant la procédure. Par exemple, vous êtes invité à sélectionner la région à laquelle la condition limite sera appliquée. Pour appliquer une condition imposée à une région, on peut soit sélectionner la région directement dans la fenêtre ou d'appliquer la condition à un ensemble existant (Set). Ces ensembles sont un outil pratique qui peut être utilisé pour gérer les grands modèles compliqués. - Dans la fenêtre d'affichage, sélectionner le sommet dans le coin inférieur gauche de la structure comme la région à laquelle la condition limite sera appliquée. - Cliquer sur la roulette de la souris dans la fenêtre d'affichage ou cliquer sur Done dans la zone d'invite pour indiquer qu'on a terminé la sélection des régions. - Dans la boite de dialogue Edit Boundary Condition, cocher U1 et U2, puisque tous les degrés de liberté en translation doivent être encastrés. - Cliquer sur OK pour créer la condition aux limites et pour fermer la boîte de dialogue. ABAQUS/CAE affiche deux flèches au sommet pour indiquer les degrés de la liberté éliminés. - Répéter la procédure ci-dessus pour éliminer la degré de liberté de U2 au sommet à droite de la partie inférieure de la structure et nommer cette condition aux limites Roller.

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2.5.2.

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Application des chargements à la structure:

Maintenant on va appliquer une charge sur la partie inférieure de la structure. En ABAQUS, le terme Load (comme dans le module Load en ABAQUS/CAE) fait référence généralement à tout ce qui induit un changement dans la réponse d'une structure de son état initial, y compris: forces concentrées pressions conditions aux limites non nulles, température... Dans cette simulation, une force concentrée de 10 kN est appliquée dans la direction-2 dans le sens négatif au centre de la partie inférieure de la structure, la charge est appliquée pendant le pas d'analyse de perturbation linéaire qu'on a créé plus tôt. En réalité, il n'ya pas de telle chose comme un chargement concentré, la charge sera toujours appliqué sur un domaine fini. Toutefois, si la zone chargée est faible, elle sera une idéalisation appropriée de traiter la charge comme une charge concentrée. Pour appliquer une force concentrée dans la structure, dans l'arbre modèle cliquer avec le bouton droit de la souris sur la base Loads et choisir Manager à partir du menu qui apparaît. Au dessous du Load Manager, cliquer sur Create. Dans la boite de dialogue Create Load: - Renommer le chargement Force.

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- Dans la liste des pas, sélectionner Apply load comme le pas dans lequel la charge sera appliquée. - Dans la liste Category, accepter la sélection Mechanical comme catégorie par défaut. - Dans la liste Types for Selected Step, accepter la sélection par défaut de Concentrated Force. - Cliquer sur Continue. - Dans la fenêtre d'affichage, sélectionner le noeud au centre de la partie inférieure de la structure comme région où la charge sera appliquée. - Cliquer sur Done. - Dans la boîte de dialogue Edit Load et entrer une magnitude de -10000.0 pour CF2.

2.6. Maillage du modèle: Module Mesh On va maintenant générer le maillage d'éléments finis. On peut choisir la technique de maillage que ABAQUS/CAE va utiliser pour créer le maillage, la forme des éléments, et le type d'élément. Cependant La technique de maillage pour des régions unidimensionnelles (telles que celles dans cet exemple) ne peut pas être changé. ABAQUS/CAE utilise un certain nombre de différentes techniques de maillage. La technique de maillage assignée par défaut au modèle est indiqué par la couleur du modèle qui est affichée lorsque vous entrez dans le module Mesh; Si ABAQUS/CAE affiche le modèle en orange, il ne peut pas être maillé sans votre aide.

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2.6.1.

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Attribution du un type d'élément d'ABAQUS:

Dans cette section, on va attribuer un type d'élément particulier pour le modèle. Bien qu' on va assigner le type d'élément maintenant, on peut aussi attendre après la création du maillage. les éléments Two-dimensional truss elements seront utilisés pour modéliser la structure. Ces éléments sont choisis parce que les éléments en treillis, qui ne transportent que les charges axiales de traction et de compression, sont idéales pour la modélisation des structures articulées comme le treuil. Pour attribuer un type d'élément, dans l'arbre du modèle développer la rubrique Frame sous la base Parts. Double-cliquer sur Mesh dans la liste qui apparaît. ABAQUS/CAE passe au module Mesh. Les fonctions du module Mesh sont disponibles seulement à travers la barre de menu ou les icônes de boîte à outils.

A partir de la barre de menu principal, sélectionner Mesh → Element Type ou Dans la fenêtre d'affichage, sélectionner la structure entière comme la région qu'on va attribuer l'Element Type. Cliquez sur Done Dans la boîte de dialogue Element Type, sélectionner les options suivantes: - Standard comme Element library (par défaut). - Linear comme Geometric Order. - Truss comme Famille d'éléments (Family) Dans la partie inférieure de la boîte de dialogue, examiner les options de Element Shape. Une brève description de la sélection d'élément par défaut est disponible au bas de chaque page à onglets. Une description de l'Element Type T2D2 apparaît au bas de la boîte de dialogue. ABAQUS/CAE va maintenant associer les éléments T2D2 avec les éléments du maillage. Cliquer sur OK pour assigner le type d'élément et de fermer la boîte de dialogue. Dans la zone d'invite, cliquer sur Done pour mettre fin à la procédure.

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2.6.2.

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Création du maillage

Le maillage de base est une opération en deux étapes: d'abord on divise les bords de l'instance et puis on maille cette instance. On choisit le nombre de divisions basé sur la taille de l'élément désiré ou sur le nombre d'éléments qu'on veut. ABAQUS/CAE place les nœuds du maillage au divisions si c'est possible. Pour ce problème, on va créer un seul élément sur chaque barre de la structure. Pour diviser et mailler le modèle, dans la barre de menu principal sélectionner Seed → Part ou La boîte de dialogue Global Seeds apparaît. Cette boîte de dialogue affiche la taille de l'élément par défaut que ABAQUS/CAE va utiliser pour diviser l'instance. Cette taille de l'élément par défaut est basée sur la taille de l'instance. Une valeur de division relativement importante sera utilisée de sorte qu'un seul élément sera créé dans chaque région. Dans la boîte de dialogue Global Seeds, spécifier une taille globale approximative de l'élément de 1.0, et cliquez sur OK pour créer les divisions et pour fermer la boîte de dialogue. Dans la barre de menu principal, sélectionnez Mesh → Part ou pour mailler l'instance. À partir de la zone d'invite, cliquez sur Yes pour confirmer qu'on va mailler l'instance.

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2.7. Création du travail d'analyse: Module Job Maintenant l'analyse est configuré, on va créer un travail qui est associé à notre modèle. Pour créer un travail d'analyse, dans l'arbre du modèle, double-cliquer sur la base Job. ABAQUS/CAE passe au module Job, et la boîte de dialogue Create Job apparaît avec une liste des modèles dans la base de donnés du modèle. Lorsqu'on termine de définir notre travail, la base Job va afficher une liste. Dans la boite de dialogue Create Job: - Renommer le travail Frame et cliquer Continue - Dans la boite de dialogue Edit Job, mettre dans le champ Description Twodimensional overhead hoist frame puis cliquer OK.

Pour Exécuter le travail, cliquer avec le bouton droit de la souris sur la rubrique Frame et à partir de menu qui apparait choisir Submit.

2.8. Post-traitement du modèle: module visualisation Le Post-traitement graphique est important en raison de l'important volume de données créées lors d'une simulation. Le module Visualisation d'ABAQUS/CAE (également sous licence séparément comme ABAQUS/Viewer) vous permet de visualiser les résultats sous forme graphique en utilisant une variété de méthodes, y compris tracés du déformée, tracés de contours, des tracés vectoriels, des animations. En outre, il vous permet de créer des rapports tabulaires des données d'outputs. Pour cet exemple, on utilise le module Visualisation pour faire quelques vérifications de base du modèle et d'afficher la déformée de la structure. Lorsque le travail est terminé avec succès, on peut afficher les résultats de l'analyse avec le module Visualisation. Dans l'arbre du modèle, cliquer avec le bouton droit de la souris sur le travail Frame et sélectionner Results à partir du menu qui apparait pour entrer dans le module Visualisation. ABAQUS/CAE ouvre la base de données d'output créé par le travail et affiche un tracé rapide du modèle. Un tracé rapide est une représentation de base de la forme du modèle non déformé et est une indication qu'on a ouvert le fichier désiré.

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Alternativement, on peut cliquer sur Visualisation de la liste des modules situé sous la barre d'outils, sélectionner File→Open, sélectionner Frame.odb de la liste des fichiers disponibles de la base de données d'outputs et cliquer sur OK.

Pour afficher les numéros des nœuds et des éléments, dans le barre de menus principal cliquer sur Options→Common. La boite de dialogue Common Plot Options apparait. Sélectionner l'onglet Labels et cocher show elements labels et show node labels. Pour annuler l'affichage des nœuds et éléments décocher show elements labels et show node labels

2.8.1.

Tracée de la déformée de la structure

Pour afficher la déformée de la structure, sélectionner dans la barre de menus principale Plot → Deformed Shape ou Pour les analyses à petits déplacements (la formulation par défaut dans ABAQUS/Standard) les déplacements sont redimensionnées automatiquement pour s'assurer qu'ils sont clairement visibles. Dans ce cas, les déplacements ont été réduits par un facteur de 42.83. Pour changer le facteur l'échelle de déformation, dans la barre de menus principale cliquer sur Options→Common. La boite de dialogue Common Plot Options apparait. Sous l'onglet Basic, dans la zone Deformation Scale factor cocher Uniform et entrer une valeur de 10.0 dans la zone Value. Pour retourner à l'affichage automatique de la déformation cocher Auto-compute.

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Pour afficher les conditions aux limites, dans la barre de menus principale cliquer sur View→ODB Display Options. La boite de dialogue ODB Display Options apparait. Sous l'onglet Entity Display, cocher Show Boundry Conditions et cliquer sur OK

2.8.2.

Rapport de données tabulaire

En plus des capacités graphiques décrits ci-dessus, ABAQUS/CAE vous permet d'écrire les données à un fichier texte sous un format tabulaire. Cette fonction est une alternative pratique à l'écriture des données d'outputs dans un fichier (. dat). Les outputs générés de cette manière a de nombreuses utilisations, par exemple, il peut être utilisé dans des rapports écrits. Dans ce problème on va générer un rapport contenant les contraintes des élément, déplacements nodaux, et les forces de réaction. Pour générer le rapport de données, dans la barre de menu principale sélectionner Report→Field Output. Dans la page de l'onglet Variable de la boîte de dialogue Report Field Output, accepter la position par défaut Integration Point. Cliquer sur le triangle à côté de S: Stress components pour développer la liste des variables disponibles. Dans cette liste, cocher S11. Dans la page de l'onglet Setup, nommer le rapport Frame.rpt. Dans la zone Data au dessous de la fenêtre décocher Column totals. Cliquer sur Apply. Les contraintes des éléments sont écrites au fichier de rapport. Préparé par: Fédia ELMABROUK

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Dans la page de l'onglet Variable de la boîte de dialogue Report Field Output, changer la position à Unique Nodal. Décocher S:Stress components et sélectionner U1 et U2 de la liste des variables disponibles U:Spatial displacement. Cliquer sur Apply. Les déplacements nodaux sont annexées au fichier de rapport. Dans la page de l'onglet Variable de la boîte de dialogue Report Field Output, décocher U:Spatial displacement et sélectionner RF1 et RF2 de la liste des variables disponibles RF:Reaction force. Dans la zone Data au dessous de la fenêtre de la page Setup cocher Column totals. Cliquer sur OK. Les forces de réaction sont annexées au fichier de rapport. Ouvrir le fichier Frame.rpt avec un éditeur de texte. Interpréter les résultats.

3- Analyse du modèle sous ABAQUS/Explicit On va relancer la même analyse sous ABAQUS/Explicit pour la comparaison. Cette fois on est intéressé par la réponse dynamique du treuil à la même charge appliquée soudainement au centre. Avant de procéder, cliquer avec le bouton droit de la souris dans l'arbre du modèle sur la base Model-1 et sélectionner Copy Model à partir de la liste de menu apparait pour copier le modèle existant à un nouveau modèle appelé Explicit. On a besoin de remplacer le pas statique avec un pas explicite dynamique, de modifier les outputs demandés et la définition du matériau et changer la bibliothèque d'éléments avant de pouvoir exécuter à nouveau le travail.

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3.1. Changement du pas d'analyse La définition du pas doit changer pour refléter une analyse dynamique explicite. Pour remplacer le pas statique avec un pas explicite dynamique, dans l'arbre du modèle développer la base Step. Cliquer avec le bouton droit de la souris sur le pas nommé Apply load et sélectionner Replace dans le menu qui apparaît. Dans la boîte de dialogue Replace Step, sélectionner Dynamic, Explicit de la liste des procédures disponibles General. Les attributs du modèle tels que les conditions aux limites, les charges, et les interactions de contact sont conservés lors du remplacement d'un pas. Les attributs du modèle qui ne peuvent pas être convertis seront supprimés. Dans cette simulation, tous les attributs du modèle nécessaires seront conservés. Dans la boîte de dialogue Edit Step sous l'onglet Basic entrer la description du pas 10 kN central load, suddenly applied et définir la période de l'étape à 0,01 s.

3.2. Modification des outputs demandés Comme cet analyse dynamique dans laquelle la réponse transitoire de la structure est du cadre est d'intérêt, il est utile d'avoir les déplacements du point central écrits comme History Output. L'history Output des déplacements ne peut être demandé que pour un ensemble (Set) présélectionné. Ainsi, on va créer un set qui contient le sommet au centre de la partie

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inférieure de la structure. Ensuite, on va ajouter les déplacements aux history Outputs demandés. Pour créer un set, dans l'arbre du modèle développer la base Assembly et doublecliquer sur la rubrique Sets. Dans la boîte de dialogue Create Set: - Renommer le set Center et cliquer sur Continue. - Dans la fenêtre d'affichage, sélectionner le point au centre de la partie inférieure de la structure. Dans la zone des message-guide, cliquer sur Done.

3.3. Ajout des déplacements au History Outputs demandés: Dans l'arbre du modèle, cliquer avec le bouton droit de la souris sur la base History Outputs Requests et sélectionner Manager à partir du menu qui apparait. Dans la boîte de dialogue History Outputs Requests Manager, cliquer sur Edit. L'éditeur History Outputs apparaît. Sous la zone Domain, sélectionner Set. ABAQUS fournit automatiquement une liste de tous les sets créés pour un modèle donné. Dans ce cas, on a créé un seul set, Center.

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Dans la zone Output Variable, décocher Energy et cliquer sur la flèche sur la gauche de la catégorie Displacement/Velocity/Acceleration pour développer les variables History Outputs des translations et rotations. Cliquer sur OK pour enregistrer les modifications et fermer la boîte de dialogue puis cliquer sur Dismiss pour fermer le Manager.

3.4. Modification de la définition du matériau Puisque ABAQUS / Explicit effectue une analyse dynamique, une définition du matériau complète exige qu'on spécifie la densité du matériau. Pour ce problème, on suppose que la densité est égale à 7800 kg/m3. Pour ajouter la densité à la définition du matériau, dans l'arbre modèle développer la base Materials et double-cliquer sur Steel. Dans la boite de dialogue Edit Material, sélectionner General→Density et entrer une valeur de 7800 pour la densité.

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3.5. Modification de la bibliothèque d'éléments et de exécution du Job pour l'analyse Afin de s'assurer qu'on utilise un type d'élément valide dans notre analyse, on doit changer la bibliothèque d'éléments à partir de laquelle les éléments sélectionnés à la bibliothèque d'éléments explicites. ABAQUS/CAE filtre automatiquement les types d'éléments disponibles en fonction de la bibliothèque élément sélectionné. Après avoir changé la bibliothèque d'éléments, on va créer et exécuter un nouveau Job pour l'analyse ABAQUS/Explicit. Pour changer la bibliothèque d'éléments, dans l'arbre du modèle développer la rubrique Frame sous la base Parts. Double-cliquer sur Mesh dans la liste qui apparait. Dans la barre de menu principale, sélectionner Mesh → Elément Type , sélectionner la structure à partir de la fenêtre d'affichage et changer la sélection du Element Library à Explicit.

Pour créer et exécuter le nouvel Job, dans l'arbre du modèle double-cliquer sur la base Job et renommer le nouveau Job FrameExplicit. Dans la zone Job Type, choisir Full analysis et exécuter le job.

3.6. Post-traitement des résultats de l'analyse dynamique Pour l'analyse de perturbation linéaire statique faite sous ABAQUS/Standard, on a examiné la déformée ainsi que les outputs de la contrainte , du déplacement et la force de réaction. Pour l'analyse sous ABAQUS/Explicit, on peut de la même façon examiner la déformée et de générer des rapports des données d'outputs. Comme ceci est une analyse dynamique, on doit aussi examiner la réponse transitoire découlante de la charge. On fait cela en animant l'History time du modèle déformé et en traçant l'histoire du déplacement du nœud au centre de la partie inférieure de la structure. Tracer la déformée du modèle. Pour les analyses à grands déplacements (la formulation par défaut dans ABAQUS/Explicit), le facteur d'échelle de forme a une

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valeur par défaut de 1. Changer le facteur d'échelle de déformation à 20 afin qu'on peut voir plus facilement les déformations de la structure. Pour créer une animation en Time-History du modèle déformé, dans la barre de menu principale, sélectionner Animate→History ou dans la boite d'outil. Dans la boite d'outils, sélectionner Animation Options Changer Mode à Play Once et ralentir l'animation en déplaçant le curseur Frame Rate. Pour créer un X-Y plot du déplacement vertical d'un nœud Dans la barre de menu principale, sélectionner Resultat→History Output. ABAQUS/CAE affiche la boîte de dialogue History Output. Sélectionner Spatial displacement:U2 au nœud 3 du NSET Center. Cliquer sur Plot.

3.7. Quitter ABAQUS/CAE Enregistrez votre fichier de base de données du modèle, puis sélectionner File→Exit dans la barre de menu principal pour quitter ABAQUS / CAE.

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