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Méthodes expérimentales et de calcul pour la dynamique rapide.
Les études des scénarii accidentels impliquant des structures subissant des impacts, sont courantes dans de nombreuses branches industrielles. La modélisation numérique y joue un rôle important.

1. Faire le point sur les méthodes de calcul spécifiques.
2. Faire le point sur les techniques expérimentales de validation et les traitements particuliers des impacts
3. Dégager les points perfectibles.
4. Illustrer par des exemples industriels

Rappels de dynamique des structures

 - Phénomènes physiques présents durant un impact : contact, ondes, comportement des matériaux

- Exemples simples montrant la différence entre les deux cas extrêmes des impacts destructeurs et des petits chocs vibratoires.

Techniques numériques en dynamique des structures – traitement particulier des impacts

 - Impacts de solides rigides puis de solides déformables.

- Traitement numérique par pénalisation et par dualisation.

- Combinaison du traitement numérique des impacts et de la méthode de résolution du problème dynamique de la structure (en explicite et implicite).

Stratégie numérique en dynamique explicite

- Domaine d’application, algorithmes temporels et stabilité.

- Discrétisation spatiale (FEM, meshless, …).

- Traitement des impacts, liaisons.

Interactions fluide structure (IFS) – jusqu’à la rupture et la fragmentation

 - Classification des algorithmes d’IFS.

- Méthodes géométriques, méthodes basées sur l’équilibre, méthode combinée.

- Extension aux maillages F – S non-conformes.

- Défauts de ces méthodes en cas de grands déplacements et déformations ainsi qu’en cas de rupture.

- Modélisation simplifiée de la rupture et de la fragmentation.

- Méthode générale pour l’IFS avec rupture et fragmentation

- Exemples simples

- Applications industrielles (nucléaire, énergie, autres industries, marine/offshore, transports, attaques terroriste et vulnérabilité des bâtiments).

Experimental methods for high strain-rate testing   (English presentation)

- Introduction to theory of elastic wave propagation in bars.

- Theory of the split Hopkinsor pressure bar for compression testing.

- Hopkinsor bar configurations for tension and torsion testing

- Modified split Hopkinsor bars; JRC large installation

- Examples and results of dynamic testing of materials such as steel, concrete, aluminium, foams; stress-strain diagrams.

- Examples and results of dynamic testing of structural components; load-displacement diagrams. Limitations of the technique and recent advances.

Evolution des méthodes de simulation numérique du crash automobile

 - Maturité des codes de calcul autorisant une conception sans prototype. Cependant émergence de techniques innovantes et prometteuses :

          * Méthodes de partitionnement spatiales et temporelles

          * Techniques permettant d’augmenter le pas de temps explicite

          * Techniques de partitionnement des éléments finis

- Exemples de calculs beaucoup plus rapides et de modèles numériques plus précis.

Méthodes simplifiées pour vérifier la tenue sous impact d’éléments structuraux en béton armé

- Intérêts de méthodes simplifiées et rapides de pré-dimensionnement et de vérification.

- Lien avec les approches numériques et expérimentales, et l’analyse réglementaire.

- Techniques de caractérisation d’oscillateurs non linéaires en distinguant les cas de chocs durs et mous, avec déformation importante ou non de l’impacteur.

Traitement des impacts dans les différents secteurs de l’industrie nucléaire

 - Secteurs des réacteurs, du combustible et du transport

- Différents types de situations :

          * Incident de manutention (chute de charge)

          * Agression externe (chute d’avion, séisme)

          * Incident d’origine interne (rupture de tuyauterie)

          * Qualification d’emballage

Méthode pédagogique
Rappel des bases théoriques.

Apports de méthodes et d'outils opérationnels