Flambage de coques cylindriques ondulées sous compression axiale et pression externe
Institution:
Lyon, INSADisciplines:
Directors:
Abstract EN:
The instability problems of structures concerns in particular the field of food packages. The maintenance and the development of steel, facing other materials such as aluminium and plastics have given rise to this study on tin cans. These corrugated cylindrical shells were submitted to two mechanical loads which lead to buckling failure : the external pressure from the sterilisation procedure and the axial pressure from the storage. In order to identify the deciding parameters which affect buckling, this study has been based on bath an experimental and a numerical approach. An experimental methodology was defined to obtain a clear understanding of the phenomena and to separate the effect of the different manufacturing factors which could affect the resistance of shells. The obtained informations have permitted to establish and validate the used numerical models. Thanks to the numerical approach it has been possible to quantify, to analyse and to compare the influence of each or a group of parameters bath for smooth and corrugated shells. These parameters were geometrical imperfections, residual stresses welding, thickness distribution, form and length of the corrugations and semi-rigid boundary conditions. This study has provided a tool to bring about various improvements in order to adapt the shell geometry according to the specifications.
Abstract FR:
Les problèmes d' instabilité des structures concernent notamment le dornaine des emballages alimentaires. Le maintien et le développement de l'emploi de l'acier, vis-à-vis d'autres matériaux tels que l'aluminium et les plastiques, ont suscité cette élude sur les boîtes de conserve dont le marché industriel est important. Ces coques cylindriques ondulées sont soumises à deux sollicitations mécaniques pouvant entraîner la ruine par flambage : la pression externe lors des cycles de stérilisation et la compression axiale lors du stockage. Afin d'identifier ] es paramètres déterminants nuisibles, neutres ou bénéfiques vis-à-vis du flambage, cette étude s'est appuyée sur une approche à la foi s expérimentale et. Numérique. Dans le but d'obtenir une compréhension claire des phénomènes et de déterminer, parmi les multiples paramètres à considérer les facteurs de conception pouvant affecter l'emballage, une méthodologie expérimentale a été définie qui vise à découpler au mieux leurs interactions. Les informations recueillies ont permis de construire et de valider les modélisations utilisées. Grâce à l'approche numérique, il a été possible de quantifier, d'analyser et de relativise ! Les influences 1espectives ou couplées de ces paramètres défauts géométriques involontaires, contraintes résiduelles, soudure, distributions d'épaisseurs, forme et longueur d'onde des moulures, condition limite semi-rigide, que ce soit pour des corps lisses ou des corps ondulés. Cette étude a donc fourni un outil pour réaliser des choix et apporter diverses améliorations afin d'adapter la géométrie des coques en fonction du cahier des charges.