Conception d’un macromodèle pour la simulation d’assemblages boulonnés
Résumé
This study falls within the CARAB collaborative project (Robust advanced design for bolted joints -in French-) gathering aircraft manufacturers, software companies, testing centers and research laboratories. Bolted joints are widely used in the aviation indus- try. One of the difficulties for their design is that their mass and cost optimization is sensitive to many sources of uncertainty. Furthermore, 3D numerical computations are time consuming when taking account of complex nonlinear effects. To carry out these calculations, a finite element connector accounting for nonlinear phenomena (contact, friction) and depending on physical parameters (preload, friction coefficient) is pro- posed. The parameters can be identified through 3D numerical simulations and/or physical testings on elementary bolted joints that are representative of the assembly. This connector modeling the behavior of a bolted joint within an assembly is integrated as an user element within the SAMCEF code.
Cette étude s’inscrit au sein du projet collaboratif CARAB (Conception Avancée Robuste pour les Assemblages Boulonnés) regroupant industriels de l’aéronautique, compagnie de logiciels, centre d’essais et laboratoires de recherche. Les assemblages boulonnés sont largement employés dans l’industrie aéronautique. Une des difficultés de leur dimensionnement réside dans le fait que leur optimisation en masse et en coût dépend de nombreuses sources d’incertitude. Par ailleurs, les calculs de dimension- nement 3D intégrant de façon fine les effets non linéaires sont trop chronophages. Ainsi, un modèle de connecteur éléments finis prenant en compte les phénomènes non linéaires (contact, frottement) et dépendant de paramètres physiques (précharge, coefficient de frottement) est proposé. Les paramètres du modèle peuvent être identifiés grâce à des simulations numériques 3D et/ou des essais physiques sur des liaisons boulonnées élé- mentaires. Ce connecteur modélisant le comportement du boulon au sein des assem- blages est intégré sous la forme d’un élément utilisateur au sein du code SAMCEF.