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Code_Aster marche au pas

4 mai 2010

par T.N. Baranger, Université Lyon1, LaMCoS UMR5259

Lors de la marche, les semelles de nos chaussures subissent sur leurs parties avant un mouvement de flexion quand nous prenons appui sur l’avant-pied. La répétition de ce mouvement peut entraîner un cisaillement de la semelle et c’est ce processus de flexion que l’essai de laboratoire connu sous le nom de Bennewart permet de reproduire.

Cet essai sert à estimer la durée de vie d’une semelle de chaussure. Il s’agit en fait d’un test de flexions répétées, ayant pour but de vérifier si une fissure apparait ou si elle se propage à partir d’une entaille, au bout d’un très grand nombre de cycles de flexions (100000 cycles), ce qui correspond à environ 200 km de marche. Il peut y avoir localement dans la semelle en flexion des allongements très important pouvant générer des risques d’amorces de fissures dus aussi au mouvement cyclique.

Afin d’éviter de recourir à des essais "réels" sur de multiples prototypes de semelles, dont le coût est rapidement élevé, Le CTC (Centre Technique du Cuir) et le LaMCoS (Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Structures, UMR5259 Université de Lyon) développent un essai Bennewart Virtuel.

Les semelles étant souvent en élastomères, la simulation numérique de leur comportement mécanique nécessite souvent des développements nouveaux. Le comportement mécanique de ces matériaux est souvent régi par des lois de comportement qui couplent plusieurs phénomènes : hyperélasticité, viscoélasticité et endommagement de Mullins. Cette loi a été intégrée dans Code-Aster. Elle est en cours de validation. L’identification des paramètres relatifs à chaque phénomène se réalise à l’aide d’essais simples couplés à un système de corrélation d’images.

Essai Bennewart Essai Bennewart
Essai Bennewart
Essai Bennewart virtuel

Salome-Meca s’est avéré être la plateforme numérique adéquate pour ce type d’applications. Elle permet l’import de géométries complexes issues de CAO (IGES) ou de numérisation (STEP).

Une étude sur le développement d’une loi de fatigue est en cours. Ce qui, une fois implémentée dans Code-Aster, nous permettra de simuler l’essai de flexion en dynamique sur plusieurs cycles : soit l’essai Bennewart Virtuel. L’objectif à moyen terme est non seulement de déterminer le nombre de cycles conduisant à l’apparition d’une entaille mais aussi de quantifier la propagation d’une fissure sur une semelle sollicitée en flexion répétée.