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Simulation d'une mécanique de rupture élastique linéaire avec Ansys
Détermination des facteurs d'intensité de contrainte par FEM

Évaluation de la mécanique de la rupture pour estimer la résistance à la fracture

Secteur: Construction de machines et d’installationsDiscipline: Mécanique des structures

CADFEM a déterminé les facteurs d'intensité de contrainte pour un fabricant d'éoliennes en utilisant l'analyse par éléments finis dans Ansys Workbench.

Résumé

Tâche

Une évaluation de la mécanique de la rupture doit être réalisée pour un rayon de transition sur une pièce de transmission afin d'estimer la résistance à la fracture dans es conditions climatiques froides. La géométrie de la fissure est supposée être une fissure superficielle semi-elliptique.

Solution

Ansys met à disposition une série d'outils pour la détermination des caractéristiques mécaniques de la rupture, avec lesquels cela peut être résolu de manière très simple.

Avantages clients

L'effet de la fissure appliquée peut être correctement évalué.

DÉTAILS DU PROJET

Tâche

Une évaluation de la mécanique de la rupture doit être réalisée pour un rayon de transition sur une pièce de transmission afin d'estimer la résistance dans des conditions climatiques froides. La géométrie de la fissure est supposée être une fissure superficielle semi-elliptique. Des solutions analytiques peuvent être trouvées dans la littérature. La diversité limitée des géométries pour lesquelles des solutions analytiques sont disponibles peut encore constituer un inconvénient acceptable, mais les modèles analytiques ne fournissent souvent que des résultats pour les chargements KI mode I. Négliger KII et KIII peut facilement conduire à une mauvaise évaluation significative d'une fissure.


Avantage Client

  • Pour le problème en question, aucune approche analytique n'est disponible pour les modes II et III de sollicitation.
  • L'analyse FEM montre que les intensités de contrainte de tous les modes sont du même ordre de grandeur (voir diagramme).
  • L'effet de la fissure appliquée peut donc être correctement évalué.

Solution

Ansys met à disposition un certain nombre d'outils pour la détermination des caractéristiques de mécanique de la rupture permettant de déterminer très confortablement les caractéristiques de mécanique de la rupture en liaison avec l'environnement Ansys® Workbench™. Dans le cas présent, la pièce sans fissure est d'abord calculée. En ajoutant une petite fissure, la zone fortement sollicitée de l'arrondi de transition est étudiée dans un second temps dans un sous-modèle avec fissure. La géométrie du sous-modèle est construite de manière paramétrique, ce qui permet d'étudier des tailles et des positions de fissure légèrement différentes. Le résultat est l'évolution des facteurs d'intensité de contrainte KI, KII et KIII.

Images: © REpower


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