Approche globale/locale non-intrusive : application aux structures avec plasticité locale

Non-intrusive global-local analysis : application to structures with localized plasticity

• Auteur / Autrice : Lionel Gendre
• Direction : Olivier Allix
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique. Génie mécanique. Génie civil
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Cachan, Ecole normale supérieure
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de mécanique et technologie (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1975-2021)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plasticité

Diagnostic non invasif

Couplage, Théorie du

Analyse globale (mathématiques)

Résumé

Cette thèse, une méthode permettant d'enrichir localement un problème éléments finis industriel est présentée. Cette méthode est non-intrusive, c'est-à-dire que ni le modèle ni le logiciel correspondant ne sont modifiés. Elle consiste à définir un modèle local de la zone concernée, contenant les enrichissements voulus, puis à le substituer au sein du problème industriel, à l'aide d'une technique de couplage de codes adaptée des méthodes de décomposition de domaine. L'aspect non-intrusif et la flexibilité de l'approche sont obtenus en utilisant les deux solveurs comme "boîte noires" et en n'échangeant que des chargements nodaux d'un code à l'autre. L'application présentée ici concerne l'introduction de plasticité et de détails géométriques localisés dans un modèle élastique linéaire. Deux sortes de conditions aux limites sur le modèle local sont étudiées (Dirichlet et Robin) et une technique d'accélération quasi-newton non-intrusive est proposée, menant à une convergence très rapide. Les exemples présentés utilisent le logiciel Abaqus et incluent un problème industriel banalisé fourni par Snecma.

This work introduces a method for embedding local details, nonlinear phenomena or innovative features into an industrial finite element problem in a non-intrusive way, ie. Without modifying the existing model data or software. It consists in creating a local model of the concerned region, containing the desired features, and then substituting it into the industrial problem, by the means of a solver coupling technique adapted from domain decomposition methods; non-intrusiveness and flexibility are obtained by using both solvers as black boxes and by only exchanging load vectors between the solvers. The method is currently applied to introduce localized plasticity and geometric details into a large linear elastic model. Two kinds of local boundary conditions are studied (Dirichlet and Robin) and a non-intrusive quasi-Newton acceleration technique is introduced, that leads to very fast convergence. Examples are shown using the commercial software package Abaqus, including a large 3D problem provided by our industrial partner Snecma.