UNIVERSITE DE LILLE 1 Polytech’Lille Master 1- Génie Civil
EFFEL – GRAITEC
Hasan ALJER
Année scolaire : 2010 - 2011 1
Au lancement de Graitec OMD l’écran suivant apparait :
ZONE 2 ZONE 1
ZONE 3
La Zone 1 permet de créer et de modifier des dossiers ou études dans lesquels vont être stockés tous les fichiers créés, La Zone 2 permet d'exécuter les programmes d'analyse globale, La Zone 3 permet d'exécuter les programmes d'analyse locale. 2
Configuration de l’environnement :
Logiciels pour la visualisation des documents écrits Logiciels pour la modification des documents écrits
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Configuration de la protection :
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Configuration de la location :
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MODELISATION - CALCUL – EXPLOITATION : Le fonctionnement du module Effel STRUCTURE se divise en trois phases distinctes, successives et obligatoires :
1. Saisie 2. Calcul 3. Exploitation L’indicateur donnant la phase dans laquelle on se trouve, se situe en bas à droite de l’écran. 1. Saisie : Modélisation de la structure (hypothèses de la structure, dessins, caractéristiques géométriques et mécaniques des éléments, chargements, combinaisons de charges, appuis….). ANALYSER - VERIFIER ; ANALYSER -MAILLER 2. Calcul ANALYSER – EXPERTISER ; ANALYSER -CALCULER 3. Exploitation : Edition des résultats sous formes de graphiques et/ou de textes.
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Hypothèses Structure : Pour modéliser une structure la première démarche à faire est de définir l’espace dans lequel on va se placer. Ce choix se fait dans le menu HYPOTHESES – STRUCTURE, trois possibilités se présentent alors : SPATIAL, GRILLE et PLAN.
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A. Espace de travail : 1- En mode SPATIAL : Les nœuds n’ont a priori pas de blocage de D.D.L. imposés. Ainsi, ils ont tous 6 D.D.L.
2- En mode PLAN : La structure est dessinée en plan et appartient au plan XOY, elle ne se déforme que dans ce plan, ce qui revient à poser pour hypothèse de blocage des D.D.L :
Ainsi chaque nœud ne comporte que trois degrés de liberté.
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3- En mode GRILLE : Dans ce mode, la structure est plane et associée au plan XOY mais ne peut se déformer que suivant l’axe Z. Ainsi les nœuds voient leurs D.D.L. :
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B. Option « Structure rigide en flexion»: La positon par défaut est structure rigide en flexion, c’est à dire que la structure transmet les efforts de flexion. Par exemple, une poutre chargée transversalement, transmettra des efforts à ses extrémités et fléchira également:
Si on déclare la structure non rigide en flexion, celle ci ne fléchira pas mais se contentera de transmettre les efforts aux appuis (élément barre).
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Saisie d’une structure: (Géométrie, caractéristiques mécaniques, Appuis…) Les éléments filaires :
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a.
Définition :
Filaire : Ligne définie par deux points I : Début (premier point créé) J : Fin (deuxième point créé) b.
J I
Types d’éléments filaires :
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c.
Les attaches :
Dans EFFEL, les attaches désignent les liaisons existantes entre les entités et les nœuds. Ainsi, on ne définit pas directement la liaison entre deux éléments. Cependant, attention aux cas suivants :
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Les éléments surfaciques :
Numéro Définition du maillage : auto, imposé, libre et sans.
Groupe et type d’E.S. associé Gestion de l’épaisseur
Matériau Label
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a)
Définition Surfacique : surface plane, définie par au moins 3 points (attention ,chaque coté ne doit pas comporter plus de deux points alignés) I : premier point créé l k J : deuxième point créé K : troisième point créé k L : quatrième point créé i
b)
j
j
i
Maillage : [auto] : l'élément sera découpé automatiquement suivant les pas indiqués avec prise en compte des entités présentes sur le polygone. [imposé] : l'élément sera découpé automatiquement suivant les pas indiqués sans prise en compte des entités présentes sur l’enveloppe rectangulaire du polygone. [sans] : l'élément ne sera pas découpé. [Libre] : le processus est semblable au maillage automatique, seulement le mailleur surfacique utilisé produit des éléments qui s’adaptent parfaitement à la géométrie de surfaces complexes.
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b)
Types d’éléments surfaciques Fy
1- Membrane :
Fx
DDL/Noeud : dx, dy Efforts admis : - efforts plan (Fx,Fy) Caractéristique géométrique : épaisseur constante Pour une structure uniquement composée de membranes il est nécessaire de choisir l’option structure non rigide en flexion pour désactiver le DDL de n rotation. 2- Plaque : Une plaque est un élément qui ne possède que des rigidités de flexion perpendiculaire à son plan. 3 ddls/Noeud : dz, rx, ry Efforts admis : tranchants, flexions dans le plan de l’élément Caractéristiques géométriques : épaisseur constante Plaque Epaisse : possibilité d’exploitation des contraintes de cisaillement transversal
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3- Coque : 6 ddl/Nœud : dx, dy, dz, rx, ry, rz Efforts admis : efforts plans (Fx,Fy), efforts tranchants, flexions dans le plan de l’élément flexion ┴ au plan de l’élément Coque Epaisse : possibilité d’exploitation des contraintes de cisaillement
4- Déformation plane : Le modèle de déformation plane s’applique à un corps solide cylindrique, de section quelconque, sollicité par des forces qui ont une composante nulle suivant l’axe de la génératrice. section plane d’un élément de longueur infinie. 3 ddl/Nœud Efforts admis : efforts plans (Fx,Fy) Caractéristiques géométriques : épaisseur fictive attention : ne s’utilise qu’en mode PLAN, et pour une structure non rigide en flexion Exemple d’utilisation : Barrage déversoir considéré comme encastré a ses extrémités.
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• Coupe/élément surfacique Cette commande permet de définir une coupe qui n’est utilisable qu’en phase d’exploitation. Cet élément sert à exploiter toutes sortes de résultats sur les surfaciques à l’aide des courbes de résultats. Il suffit pour cela de poser la coupe n’importe où sur le ou les surfaciques.
Pour obtenir des résultats sur une coupe il faut : • Sélectionner la coupe, • Activer la fonction DOCUMENTS - COURBES DE RESULTATS, • Choisir les grandeurs surfaciques : celles ci seront données le long de la coupe sélectionnée et dans son repère local (affichable par OPTION AFFICHAGE,COUPE DETAILS). Remarque : l’orientation de la coupe définit le repère dans lequel les résultats seront visualisés. Il est possible d’inverser le sens à l’aide du bouton [Inverser].
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Saisie de charges : a. Types de charges : Dans EFFEL les charges sont des entités autonomes dessinées de la même manière que les éléments de structure (en fait en les accrochant sur ces derniers). Elles sont de trois types : • Ponctuelles • Linéiques • Surfaciques
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Le poids propre : Dans Effel, le poids propre n’est pas automatiquement pris en compte, il faut déclarer ce chargement dans le menu GENERER - CHARGES - POIDS PROPRE :
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Charge surfacique :
} Les composantes Fx,Fy,Fz déterminent l’intensité de la charge répartie. } Coefficients de pondération appliqués aux 3 premiers points créés.
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b.
Repère :
Les charges, hormis les ponctuelles, peuvent voir leurs composantes exprimées dans 3 repères : Global : composantes données dans les axes du repère global, Local : composantes données dans les axes du repère local de l’élément sur lequel on dessine la charge, Projeté : les composantes sont ramenées à la projection de l’élément sur l’axe X global (ou sur le plan XZ).
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c.
Cas de charge
Chaque force appartient à un cas de charge unique désigné par son numéro. Les cas de charges regroupent des charges: • concomitantes (charges permanentes) • de même nature (de neige, vent, etc.) Dans tous les cas, ils sont composés de sorte à pouvoir être les objets de combinaisons. La gestion des cas de charges se fait à partir de la fenêtre obtenue par : HYPOTHESES - DESCRIPTION - CAS DE CHARGES, à la manière de celle des groupes d’éléments :
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Type de cas de charge
Numéro de cas de charge
Code de cas de charge
Zone de modification du cas de charges actif dans la liste : Numéro : numéro du cas Code : mot clé donné pour identifier les combinaisons auto, pouvant aussi servir de filtre dans la sélection des cas. Affichage : Présence ou non à l’écran graphique Titre : Ajout d’un commentaire de description du cas (facultatif et uniquement à titre d’information).
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La gestion de l’affichage des cas de charges peut aussi se faire à l’aide de l’icône « C »:
d.
Combinaisons des charges :
Chaque combinaison de cas de charges a un statut de cas de charge, une fois créée elle apparaît dans la liste des cas de charges, et peut ainsi devenir elle même un objet de combinaison.
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Les combinaisons de cas de charges se gèrent à partir de la fenêtre HYPOTHESES-COMBINAISONS :
Comment créer une combinaison de charges manuellement? • Cliquer sur MODIFIER • Cliquer sur INSERER • Saisir la ligne décrivant la combinaison sachant que :
Num : numéro du cas de charges correspondant à la combinaison créée
Ch : numéro du cas de charge
Coeff : coefficient pondérant le cas de charges de la colonne immédiatement à gauche La combinaison réalisée sera la suivante : Ch * Coeff + Ch * Coeff + Ch * Coeff .... Une fois la liste des combinaisons créée, il est nécessaire de re-cliquer sur MODIFIER pour sortir du mode d’édition, et valider la fenêtre par OK. 26
Gestion de l’affichage 1. LA GESTION PAR GROUPE OU PAR CAS DE CHARGE : Cette gestion s’effectue en utilisant les icônes « G » ou « C » situés en bas à droite de l'écran.
Ouvre la fenêtre de gestion de l’affichage des Groupes d’éléments
Ouvre la fenêtre de gestion de l’affichage des cas de charge
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2. LA GESTION GENERALE DE L’AFFICHAGE : Par défaut, la structure est visualisée sous forme filaire. Pour visualiser les détails demandés, l’utilisation de l’icône des détails ( ) est requise. Le contrôle de l’affichage s’effectue grâce au menu OPTIONS AFFICHAGE. Cette fenêtre est décomposée en 3 sous-fenêtres importantes :
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Détails sur les filaires
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Fonctions CAO
Modes de sélection :
Choix de sélection
Liste obtenue en cliquant sur le champ « Sélection »
Modes d’Accrochage :
Choix du mode d’accrochage
Liste obtenue en cliquant sur le champ «accrochage»
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Menu MODIFIER / CAO:
Copier - Permet la copie d’entités par : Translation (vecteur) Rotation (point + axe + angle) Symétrie (point + plan)
La copie peut être multiple en indiquant le “nombre de copies ” nécessaire. Une incrémentation maîtrisée peut être mise en place. On peut jouer sur celle des : • Noeuds • Entités • Groupes • Cas de charges Exemple : Génération d’une charge roulante Cas 1 Cas 2 Cas 3 Cas 4 Cas 5 Cas 6
Charges ponctuelles générées par translation avec incrémentation des numéros de cas de charges
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Déplacer - permet le déplacement d’entités par : Translation (vecteur) Rotation (point + axe + angle) Symétrie (point + plan)
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Saisie d’Appuis :
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Appui ponctuel :
Appui linaire :
Appui surfacique :
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Phases de calcul : Afin d’exploiter les résultats du calcul, le calcul doit passer par les quatre phases suivantes : vérifier, mailler, expertiser et calculer. 1- Vérifier le modèle:
2 - Mailler le modèle:
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3 – Expertiser le modèle:
4 – Calculer :
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Phase d’exploitation Une fois le calcul terminé, Effel Structure passe en phase d’exploitation. Les résultats sont visualisables sous forme de tableaux et sous forme de graphiques. 1. Visualisations graphiques des résultats : Plusieurs paramètres sont à gérer pour définir : • Les éléments de structure sur lesquels on désire afficher les résultats, • Les grandeurs à afficher (déplacements, efforts, contraintes, déformées dynamiques modales), • Les cas de charges pour lesquels on désire les résultats. a. Éléments concernés par l’affichage des résultats : L’affichage de la structure se gère de la même manière que lors de la saisie. N.B. : Si aucune entité n’est sélectionnée, les résultats seront donnés sur toutes celles qui sont présentes à l’écran. Si un ou plusieurs éléments sont sélectionnés, eux seuls seront concernés par la visualisation.
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b. Grandeurs à afficher : Le paramétrage s’effectue en deux temps : • OPTIONS - RESULTATS : précisions relatives à la nature exacte de chacune des grandeurs (par ex. : moment autour de z pour les efforts), • ICONES à l’écran : choix du type de grandeur à afficher (déplacements, efforts, contraintes).
On commence donc par prédéfinir dans OPTIONS RESULTATS les natures exactes des résultats pour chaque grandeur. Puis à l’aide des icônes de la barre d’outils, on choisit celle(s) à afficher.
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c. Cas de charges concerné : Les cas de charges actifs pour l’affichage des résultats sont définis dans la fenêtre :
Grandeur concernée
d. Courbes de résultats (filaires) : Il est aussi possible d’obtenir des courbes de résultats uniquement sur un ou plusieurs filaires alignés. Dans ce cas, il est nécessaire de : • Sélectionner le ou les filaires concerné(s), • Activer la fonction DOCUMENTS - COURBES DE RESULTATS.
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Après calcul, on obtient un écran du type :
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