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à analyse des contraintes (Ou, en anglais, analyse des contraintes) Signifie une méthodologie pour évaluer le risque réel d'un état de sollicitation sur une structure. L'analyse de contrainte est appliquée aussi bien dans le domaine aéronautique, tant dans le domaine mécanique en particulier dans la conception de l'évaluation de la sécurité des récipients sous pression. La première loi adoptée exigeant la vérification des composants à l'analyse du stress a été ASME sur les chaudières et Vessel Code de pression Sec. III (navires nucléaires) - 1969.

origine du stress

Les contraintes dans un corps soumis à des charges et des contraintes externes peuvent être dues à deux causes:

  • Sollicitations de l'équilibre en raison de la nécessité de satisfaire les conditions d'équilibre pour le système de charges externes.
  • Sollicitations de congruence en raison de la nécessité de respecter les contraintes internes et externes de la structure.

Les contraintes d'équilibre sont celles directement liées aux charges mécaniques (par exemple. La contrainte normale en raison d'une force de traction externe sur un doigt prismatique). Ces contraintes sont indépendantes du matériau de la structure de sorte qu'il n'y a pas de mécanismes de restriction internes.

Les contraintes de congruence sont liées à la géométrie du corps et aux contraintes externes du système (par exemple. Les contraintes qui sont générés attaque entre un fond hémisphérique et une enveloppe cylindrique dans un récipient sous pression), Puis ils sont différents en fonction de la rigidité des structures (ou, dans un peu moins précis, en fonction de la module d'élasticité la structure) des matériaux des composants. Cela implique que, en augmentant la déformation de la structure, et en particulier si une partie de la structure est supérieure à la limite d'élasticité, ces contraintes sont limitées à limite plastique du matériau.

Dans certains cas, à la fois l'équilibre souligne à la fois les contraintes de congruence peuvent avoir une distribution qui conduit à une augmentation significative du stress dans un volume extrêmement réduit du matériau (par exemple. Les contraintes à proximité d'une entaille géométrique). Ces contraintes ont la particularité de ne pas être liée à des déformations généralisées dans la structure.

Classement des contraintes

le code Les navires ASME chaudières et pression Il fournit une classification des contraintes, en imposant des limites différentes pour différentes catégories. Dans cette catégorisation, compte tenu de l'application particulière pour laquelle il a été conçu, il y a des hypothèses qui ne peuvent pas toujours être appliquées à d'autres types de structure.

contraintes de membrane primaire (Pm) sont les contraintes moyennes dues à des charges externes dans l'épaisseur du récipient, loin de la discontinuité. En d'autres termes, en supposant que l'épaisseur du récipient est infinitésimale par rapport au rayon de courbure (d'où le nom de « membrane ») sont la contrainte nécessaire pour l'équilibre des forces extérieures agissant. Il est évident que dans le cas des récipients sous pression ces contraintes doivent être limitées à des valeurs suffisamment éloignées de la limite imposée à la matière, qui peut être soit la limite d'élasticité, les deux limite de rupture. Pour chaque produit et pour chaque température à laquelle elle peut fonctionner, le code ASME fournit la valeur à laquelle ces contraintes sont limitées (Sm).
les contraintes de flexion primaire (Pb) Elles font partie de la contrainte variable dans l'épaisseur du réceptacle (ou, dans le plan mécanique, la partie de contrainte qui prend en compte que la charge agit sur une face du récipient, tandis que les contraintes agissent sur toute l'épaisseur). En limitant ces contraintes que vous voulez limiter le risque d'une plasticization section complète, étant donné que la relation entre la charge qui provoque la première limite d'élasticité de la section et de la charge qui conduit à une complète plastification de la même section (charnière en plastique) est une constante dépendant uniquement la géométrie de la section elle-même (k), la limite de la membrane et les contraintes de flexion (Pm+Pb) Elle est donnée par k * Sm, pour récipients sous pression assume la k d'une section rectangulaire, à savoir 1,5.
contraintes locales primaires (PL) ces contraintes sont des contraintes dues aux sollicitations mécaniques qui sont générés en présence de changements géométriques brusques dans le récipient sous pression (typiquement attaque entre l'enveloppe cylindrique et le fond incurvé et l'attaque des buses). Ces contraintes, être en raison de la nécessité d'assurer la continuité de la structure déformée, ont les caractéristiques des contraintes de congruence, de sorte qu'ils ne peuvent pas dépasser la limite d'élasticité du matériau. Toutefois, compte tenu de leur origine mécanique généralement, sont soumis à des limites plus restrictives des contraintes secondaires. Dans la pratique sont toujours à médiation par le stress dans l'épaisseur (membrane) et sont limitées à 1,5 * Sm. De cette manière, il est assuré un plasticization que sur les bords extrêmes de la section.
contraintes secondaires (Q) sont les vrais souligne congruence, principalement en raison des différences de température entre les différentes sections du récipient et, surtout, aux différences de température entre la face intérieure et l'extérieur du récipient. Ces contraintes ne peuvent pas conduire à l'effondrement du composant, dans le cas des composants fabriqués à partir de matériaux qui ont un comportement élasto-plastique, car ils sont limités par la limite d'élasticité. De plus, si ces contraintes se produisent sur un matériau idéal parfaitement plastique (à savoir que, une fois atteint le limite d'élasticité, Il n'absorbe pas plus d'énergie pour augmenter des contraintes, mais seulement pour augmenter la déformation) et si la déformation imposée est inférieure à deux fois le stress qui se produit à la limite élastique, on peut montrer que ledit phénomène a lieu lit de fortune, à savoir que, après un nombre limité de cycles, la déformation est stabilisée sans augmenter la durée de vie du composant. Cette limite est imposée par la limitation de la variation maximale de la contrainte (si elle est calculée en supposant un matériau parfaitement élastique) à 3 * Sm.
Stress Peak (F) sont ces contraintes qui se produisent que dans des volumes limités de matériau, comme à proximité ou à l'interface entre les encoches du matériau résistant à récipient et un revêtement (revêtement). Ces contraintes peuvent arriver à des valeurs nominales très élevées, mais ne conduisent pas, dans des conditions normales de fonctionnement, à un effondrement immédiat de la structure. Ainsi, le stress sommet a été atteint par une analyse de la fatigue. Dans les normes ASME, nous proposons une série de courbes pour les classes de matériaux utilisés pour les conteneurs, qui courbes représentent l'enveloppe de la limite des différents types de courbes cycles fatigantes. Dans ces courbes, ils sont déjà insérés les facteurs de sécurité pour les deux cycles pour les contraintes, afin qu'ils puissent être comparés directement avec les contraintes obtenues à partir du calcul.

en discussion de cette entrée, il est un exemple d'analyse du stress.

Articles connexes

liens externes

  • (FR) ASME, asme.org.

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