Modélisation du comportement de maçonneries réfractaires comportant des joints sans mortier

Behaviour modelling of a refractory masonry without mortar

• Auteur / Autrice : Thi My Hanh Nguyen
• Direction : Alain Gasser
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Orléans

Mots clés

Mots clés contrôlés

Contraintes (mécanique)

Produits d'étanchéité

Briques

Maçonnerie

Résumé

Les réacteurs métallurgiques sont en général des grandes structures contenant des milliers de briques : poches à acier, hauts-fourneaux, cokeries, incinérateurs par exemple. Les moyens de calcul existant aujourd’hui ne permettent pas la modélisation d’un tel nombre de briques en contact. Une approche possible est de remplacer l’ensemble des briques et joints par un matériau homogène équivalent. Ce matériau prendra en compte le comportement des briques et la possibilité d’ouverture et de fermeture des joints. Le changement des caractéristiques mécaniques du matériau homogène selon l’état des joints est défini en se basant sur le mécanisme d’ouverture et de fermeture de ces joints. Pour chaque état, les propriétés mécaniques du matériau équivalent sont déterminées par homogénéisation selon l’approche énergétique à l’aide du code éléments finis ABAQUS. La transition d’un état à l’autre est pilotée par un critère construit à partir des conditions de contact unilatéral et de la loi de frottement de Coulomb. Une comparaison entre les résultats d’un essai de compression biaxiale réalisé au centre de recherche de RHI (Leoben, Autriche) et ceux obtenus par la simulation nous a permis de valider ce modèle à température ambiante. Cependant, au cours du chauffage et du refroidissement, la variation de température change les caractéristiques mécaniques des briques réfractaires et donc les caractéristiques du matériau homogénéisé. La température intervient aussi sur le mécanisme de fermeture et d’ouverture des joints. Les propriétés du matériau homogénéisé à différentes températures peuvent être déterminées par le même principe que pour la maçonnerie à température ambiante, tandis qu’une nouvelle formulation analytique est développée pour le mécanisme de fermeture et d’ouverture des joints.