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0761-8980
Changement d'éditeur au 1er janvier 2011
 

 ARTICLE VOL 23/90 - 2006  - pp.19-28  - doi:10.3166/rts.90.19-28
TITRE
Étude de l'inertie dans le flambage successif de tube. Application au comportement sous impact de matériaux cellulaires utilisés dans les industries du transport

TITLE
An investigation of the role of inertia in the successive buckling of tube. Application to the impact behaviour of cellular materials used in the transport sector

RÉSUMÉ
Certains matériaux cellulaires, notamment les nids d'abeille aluminium souvent utilisés dans le secteur des transports, présentent une augmentation de résistance sous chargement d'impact. La sensibilité à la vitesse de déformation du matériau constitutif du squelette étant très faible, d'autres mécanismes jouent donc un rôle important dans cette augmentation. L'étude récente d'écrasements statiques et dynamiques de tubes carrés en laiton montre une augmentation significative des forces d'écrasement sous impact, alors que le matériau constitutif lui-même est insensible à la vitesse de déformation. Dans cet article, nous présentons les simulations numériques de ces essais de tube réalisées sur Ls-dyna (version implicite pour le cas statique, explicite pour le cas dynamique). L'objectif est de disposer d'un essai numérique réaliste donnant accès à des informations locales (contrainte, déformation plastique) impossibles à obtenir expérimentalement. Ces simulations sont validées par des comparaisons des déformations plastiques simulées avec celles obtenues lors d'essais de microdureté (Vickers) à différents stades du processus d'écrasement. Les informations locales montrent qu'il existe dans le flambage successif une zone proche de l'arête du tube fortement sollicitée, qui conditionne la charge maximum. Il est démontré, par la simulation et par les mesures de microdureté, que cette zone est plus comprimée en dynamique qu'en statique du fait de l'effet d'inertie. Un modèle simple de l'effet d'inertie latérale appliqué au cas du tube permet de prévoir l'augmentation en dynamique de la charge maximale dans le flambage successif.


ABSTRACT
Cellular materials such as aluminium honeycombs exhibit an increase in strength under impact loading. As the constitutive material of the cellular structure is very weakly rate sensitive, other mechanisms must be invoked to explain this strength enhancement. A recent study of the crushing behaviour of square brass tubes under static and dynamic loading reveals that the crushing load is much higher under dynamic than static loading, even when the constitutive material itself is not sensitive to strain rate. This paper presents a numerical simulation of static and dynamic crushing tests on tubes. The simulation was performed with the Ls-dyna code (implicit version for the static case and explicit version for the dynamic case). Experimentally, it is difficult to obtain real-time data about stress and plastic strain in different regions of the tube during the crushing process. Numerical simulation provides this information. The simulated result was validated by comparing the simulated plastic strains at different stages of the crushing process with the results obtained from Vickers microhardness tests. The local data shows that, in successive buckling, there is a zone near the corner of the tube which bears most of 20 the crushing load. The numerical simulation and the microhardness tests show that in the dynamic case this zone is more compressed than in the static case. The lateral inertia effect plays an important role in this. A simple model based on the lateral inertia effect applied to the tube will predict this dynamic maximum load increase during successive buckling.


AUTEUR(S)
Salim ABDENNADHER, Han ZHAO

Reçu le 29 juillet 2005.    Accepté le 17 octobre 2005.

MOTS-CLÉS
Impact ; Inertie latérale ; Flambage successif

KEYWORDS
Impact; Lateral inertia; Successive buckling

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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