Modélisation numérique des structures composites multicouches à l’aide d’une approche discrète au sens de Mindlin. Le modèle DDM (Displacement Discrete Mindlin)
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Abstract EN:
The present work of the thesis deals with the theoretical formulation and the evaluation of a new first order finite element for multilayered/sandwich plates and shells. It’s based on a displacement variational model that we consider as discrete, insofar as we introduce kinematic and mechanical hypothesises in a discrete manner. This model, labelled DDM (Discrete Displacement Mindlin), leads to a finite element which is geometrically simple (4 node) and efficient, owing to the linearity of bending curvatures obtained from a quadratic approximation of the normal rotations to the plate mid-surface. The new element takes into account the transverse shear effects along thickness direction and gives thin plate results when the ratio L/h (Length/ thickness) becomes big. It has been successfully validated across some known testing problems, from thin to thick laminated and sandwich
Abstract FR:
Ce travail de thèse consiste le développement d’un élément fini de plaque et de coque courbe géométriquement simple (4 nœuds), basé sur une nouvelle approche variationnelle appelée DDM (Displacement Discrete Mindlin). Il prend en compte l’effet du cisaillement transversal CT à travers l’épaisseur. Le modèle DDM introduit de manière discrète deux hypothèses de Mindlin. La première hypothèse est cinématique, elle consiste à introduire sous la forme d’une intégrale de contour une équation cinématique de la déformation de CT. Elle permet l’élimination du verrouillage en CT sans introduire des fonctions bulles ou sans recourir à l’intégration réduite ou sélective. Il s’agit de l’approche des déformations de CT de substitution, connue sous le nom de « ANS method : Assumed Natural Strains ». La seconde hypothèse fait appel à deux lois de comportement, l’une en flexion et l’autre en CT, et deux équations d’équilibre d’une plaque en flexion/CT. Elle a pour principal avantage une élimination locale des degrés de libertés de rotation, introduits initialement au milieu d’un bord élémentaire par le biais d’une approximation quadratique des rotations de la normale à la surface moyenne