FLAMBEMENT D'UNE SPHÈRE SOUS SOLLICITATIONS COMBINÉES
Mamadou Tall * , Philippe Le Grognec  1@  , Said Hariri, Yves Simonet@
1 : Département Technologie des Polymères et Composites & Ingénierie Mécanique  (TPCIM)  -  Site web
École Nationale Supérieure des Mines - Douai, Ministère de l'Economie, des Finances et de l'Industrie
941 rue Charles Bourseul CS10838 59508 DOUAI Cedex -  France
* : Auteur correspondant

Les structures de type coque sont très utilisées dans l'industrie, notamment pour les appareils à
pression, les transports et le bâtiment. Le choix de telles structures minces représente assurément
un avantage économique mais pose naturellement des problèmes de tenue mécanique, vis-à-vis de
structures plus massives. Dans les appareils à pression en particulier, les sollicitations sont telles que
la tenue au flambement doit être considérée avec soin, compte tenu des risques matériels et humains
associés. Depuis plus d'un siècle, le flambement des coques fait l'objet de nombreuses études, aussi
bien fondamentales qu'appliquées, d'autant plus qu'il est fréquemment caractérisé par de grandes
disparités entre les résultats expérimentaux et les prédictions théoriques (comme le montrent déjà les
résultats précurseurs de Lorenz, Timoshenko et Southwell dans le cas d'un cylindre sous compression
axiale). Il faut attendre les travaux de von Kàrman et Tsien, puis ceux de Koiter , pour disposer
d'un début d'explication à ce phénomène. Ce dernier montre, en établissant les bases de l'analyse du
post-flambement, que contrairement aux poutres et plaques, les coques (cylindriques, sphériques, . . . )
sont très sensibles aux imperfections initiales. Ne connaissant pas, le plus souvent, la nature et l'amplitude
précises de ces imperfections, et à des fins d'efficacité, le dimensionnement au flambement
est en pratique réalisé en combinant des résultats théoriques sur la structure parfaite et des facteurs
d'abattement permettant la prise en compte de défauts géométriques et matériels éventuels, ou d'effets
induits par le chargement et les conditions aux limites. Dans ce travail, on se propose d'utiliser
le formalisme des Recommandations Européennes pour un dimensionnement au flambement optimal
de sphères sous diverses sollicitations. Les différents paramètres des courbes de voilement de
la sphère sous pression externe et sous cisaillement, définis par les Recommandations Européennes,
sont extraits au moyen d'analyses paramétriques GMNIA (Analyses Géométriquement et Matériellement
Non-linéaires avec Imperfections). Ces calculs préalables numériques (par éléments finis) permettent
finalement d'expliciter les différentes courbes d'interaction d'une sphère sous sollicitations
combinées (pression externe + cisaillement).

 


Personnes connectées : 1