EC2 Modélisation

Une raquette de tennis de type Babolat Aeropro est modélisé en deux parties :
- Le manche et le cadre sont modélisés par des éléments tétraédriques de premier ordre
- Le filet est modélisé en nylon par un quadrillage d'éléments « beam » de diamètre 1 mm.

La b***e est quant à elle modélisée par une sphère creuse en caoutchouc. Un fluide de type air est défini à l'intérieur de celle-ci et lui permet d'avoir une déformation très proche de la réalité.

Pour réaliser cette simulation numérique, une vitesse initiale horizontale est appliquée à la b***e et un contact général est défini sur tous les éléments du modèle.
Les résultats de cette simulation montre bien la déformation de la b***e au contact du filet et son rebondissement.

Ce modèle éléments finis représente un ressort hélicoïdal en acier soumis à un effort de compression. Plusieurs simulations sont réalisées en dynamique explicite en faisant varier la vitesse d'application de cet effort.
Les vidéos des résultats montrent l'onde de propagation du choc dû à l'effort de compression.

Le modèle est constitué d'un élastique reliant une manivelle et une hélice. En faisant tourner la manivelle, la rotation se propage à l'hélice via l'élastique. Celui-ci est modélisé en matériau de type hyper élastique.

Cette simulation numérique met en place un filet de trampoline sur lequel on fait rebondir une bille.
La bille est modélisée en acier plein, de diamètre 1 mm, soumise à la gravité avec une vitesse verticale initiale de 4 m/s.
Le filet est modélisé en nylon par un quadrillage d'éléments « beam » de diamètre 1 mm, espacés tous les 10 mm. Il est légèrement précontraint (2.5 MPa) pour permettre à la bille de bien rebondir.

Le modèle éléments finis d'un crash d'un avion sur un mur permet d'étudier deux phénomènes : l'étude structurelle du béton et de l'avion. L'avion de type Jet privé est modélisé en deux parties : le fuselage est constitué d'éléments coques et les deux réacteurs sont des éléments hexaédriques.

Le but de la simulation n'étant pas de reproduire avec précision la réalité, le modèle numérique est fortement simplifié (uniquement l'enveloppe extérieure, le plancher et les deux réacteurs sont représentés) et une masse équivalente est appliquée sur l'ensemble de l'avion.

De g. à d. : mur en béton seul, mur en béton armé et mus en béton armé précontraint

Un clip de type « sac à dos » est modélisé en plastique de type PET et maillé en éléments tétraédriques de premier ordre.

Un déplacement est imposé au clip pour entrer dans son capuchon et un déplacement inverse pour le sortir. Sans appliquer une légère pression sur les côtés du clip, celui-ci casse dans la deuxième étape.

Ce modèle éléments finis représente la compression d'une bouteille en plastique. Il permet d'étudier les déformations de la bouteille sous ce chargement et de comparer l'évolution du volume et de la pression interne. La bouteille en plastique est modélisée en éléments coques. Un effort vertical est appliqué sur son bouchon afin de la comprimer.

Trois simulations numériques sont réalisées en dynamique explicite : une bouteille « vide » (aucun fluide n'est modélisé), une bouteille remplie d'air et une remplie d'eau.
Les résultats obtenus sont conformes à ceux attendus :
- Sans fluide, la bouteille se comprime très bien (de la même façon que si la bouteille était ouverte)
- Avec de l'air, la bouteille se comprime légèrement puis explose
- Avec de l'eau, la bouteille se comprime très peu avant d'exploser.
Le volume intérieur de la bouteille diminue tandis que sa pression augmente au fur et à mesure de la compression.