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Propagation de fissure 3D : X-FEM et adaptation de maillage

9 septembre 2010

par S. Géniaut, EDF R&D / AMA

Un an après sa création, la macro-commande PROPA_FISS permettant de faire propager une fissure s’est confrontée aux meilleurs équipes du domaine.

En effet, PROPA_FISS a été testée sur une étude industrielle, dans le cadre d’un benchmark international sur la propagation de fissure. Ce benchmark était proposé par Cenaero, SNECMA et EDF R&D lors du congrès ECCM 2010 qui s’est tenu à Paris. L’objectif de ce Benchmark était de comparer différentes méthodes de propagation de fissure (FEM, X-FEM…). Hormis les organisateurs, 2 autres équipes (ZENTECH et l’ONERA) y ont participé. De son coté, EDF R&D « concourrait » avec une méthodologie combinant X-FEM, level sets et raffinement de maillage avec Homard, disponible en version 10 de Code_Aster.

Les résultats sont encourageants et les écarts entre les différentes équipes sont à première vue faibles. La procédure de raffinement de maillage (commande MACR_ADAP_MAIL) qui suit le fond de fissure au cours de la propagation s’avère efficace. Les 3 méthodes de la commande PROPA_FISS ont été comparées. Il s’avère que la méthode la plus simple (méthode MAILLAGE) permet d’obtenir des résultats corrects si la propagation reste à peu près plane (pas de bifurcation violente) mais des problèmes subsistent lorsque le front de fissure rejoint un bord de la structure. Les 2 autres méthodes (SIMPLEXE et UPWIND) sont plus robustes et permettent de pallier en partie ces problèmes.

Propagation pour le chargement n°1 (vue de face) Propagation pour le chargement n°1 (vue de derrière)
Propagation pour le chargement n°1 (vue de face)
Propagation pour le chargement n°1 (vue de derrière)
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Géométrie de la pièce étudiée