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Dynamique des structures [ LAUCE2185 ]


5.0 crédits ECTS  30.0 h + 30.0 h   1q 

Enseignant(s) Coyette Jean-Pierre ;
Langue
d'enseignement:
Français
Lieu de l'activité Louvain-la-Neuve
Ressources
en ligne

Transparents du cours, énoncés des exercices, exercices résolus

Préalables

LAUCE1181 ; LMECA2410

Thèmes abordés
  • Modélisation par éléments finis en dynamique linéaire et non linéaire ;
  • Dynamique aléatoire ;
  • Interaction fluide-structure.
Acquis
d'apprentissage

AA 1.1, AA 1.2 et AA 1.3.

 

A l'issue de ce cours, l'étudiant doit être capable de :

  • Comprendre les ingrédients de base d'une méthode d'éléments finis en dynamique des structures dans un contexte linéaire ou (matériellement et/ou géométriquement) non-linéaire, sélectionner une stratégie de solution adaptée, contrôler les conditions de convergence et/ou de stabilité des méthodes mises en 'uvre et exploiter correctement les résultats produits ;
  •  Caractériser des excitations aléatoires, décrire des processus stationnaires et instationnaires, faire le lien entre les descriptions spectrales et temporelles de telles excitations, évaluer la réponse de structures soumises à ces excitations aléatoires, sélectionner des stratégies de calcul adaptées, interpréter et exploiter les résultats (statistiques de dépassement de seuil, estimation de la durée de vie d'une structure, etc) ;
  • Décrire les aspects physiques de l'interaction fluide-structure dans un cadre élasto-acoustique, formuler des modèles couplés appropriés, gérer les effets de surface libre, calculer les modes de ballottement de fluides dans des réservoirs, évaluer les modes couplés de systèmes hydro-élastiques, calculer la réponse forcée de systèmes vibro-acoustiques.

 

 

 

Modes d'évaluation
des acquis des étudiants

Examen à livre fermé ou ouvert  (à convenir) -  4 heures maximum.

Méthodes d'enseignement
  •   Enseignement ex-cathedra sur base de transparents (iCampus) pour le volume 1 ;
  • Projet encadré pour le volume 2.
Contenu

Modélisation par éléments finis en dynamique linéaire et non linéaire :

  • Classes de problèmes (élasticité linéaire, non-linéarités matérielles et géométriques) ;
  •  Description variationnelle d'un problème dynamique ;
  •  Approches énergétiques ;
  •  Formulation de méthodes d'éléments finis en déplacement ;
  •  Solution de systèmes différentiels, approches implicites et explicites ;
  •  Conditions de stabilité et de convergence ;
  •  Problèmes aux valeurs propres, stratégies d'extraction modale, techniques de superposition modale ;
  • Calcul de fonctions de réponse fréquentielle ;
  • Evaluation d'indicateurs globaux (vitesse quadratique moyenne).

Dynamique aléatoire :

  •  Classes d'excitations aléatoires ;
  •  Description de processus stationnaires et instationnaires ;
  •  Fonction de corrélation et spectre de puissance ;
  •  Description d'excitations aléatoires distribuées (couche limite turbulente, champ diffus) ;
  •  Echantillonnage d'excitations aléatoires ;
  •  Evaluation de la réponse d'une structure soumise à une excitation aléatoire ;
  •  Traitement dans les domaines temps et fréquence ;
  •  Approche modale, traitement de systèmes continus élémentaires ;
  •  Statistiques de dépassement de seuil, évaluation de l'endommagement d'une structure soumise à des excitations aléatoires, estimation de la durée de vie.

Interaction fluide-structure :

  •  Description des petits mouvements de fluides non-visqueux ;
  • Prise en compte des effets de surface libre, modes de ballottement, évaluation de la réponse de systèmes hydro-élastiques, traitement analytique du couplage d'une plaque rectangulaire et d'une cavité acoustique parallélépipédique, modèles d'éléments finis élasto-acoustiques, évaluation des effets de couplage, sélection d'une stratégie de solution adaptée, étude de la convergence.
Bibliographie
  •  Transparents du cours (iCampus)
  •  « Random vibrations : Theory and Practice », P.H. Wirsching, T. L. Paetz et H. Ortiz, John Wiley, 1995.
  •  « Théorie des vibrations, application à la dynamique des structures », M. Géradin et D. Rixen, Masson 1996.
  • « Fluid structure interaction », H.J.P. Morand et R. Ohayon, John Wiley, 1995.
Autres infos
  •  Mise à disposition de scripts Matlab
  •  Mise en 'uvre de logiciels commerciaux (MSC Nastran, Actran, etc.)
Cycle et année
d'étude
> Master [120] : ingénieur civil des constructions
> Master [120] : ingénieur civil mécanicien
> Master [120] : ingénieur civil électromécanicien
Faculté ou entité
en charge
> GC


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