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Communication Dans Un Congrès Année : 2022

Modèle analytique généralisé aux assemblages de brides cylindriques boulonnées

Roselane Hammoum
  • Fonction : Auteur correspondant
  • PersonId : 1306604

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Alain Daidié
Frédéric Lachaud

Résumé

This study concerns the development of an analytical model for the preliminary design of fasteners with a highly eccentric loading. A new formulation of the ‘beam model’ is proposed based on existing models. The aim of this work is to generalize the use of the analytical model for various assembly configurations by adding new parameters. These last parameters describe (i) the effect of the moment due to the presence of the bolt and (ii) the global geometry of the assembled parts on the deformation of the beam. The model is also able to represent asymmetric bolted joints. Indeed, it enables to design multi-material assemblies, as well as assemblies with technological elements attached to the bolted connection. The analysis of the nonlinear behaviour of the bolt involves the study of the stresses in the bolt, divided into tensile and bending stresses due to the eccentric loading. In addition, the deformation of the beam at its loading end is identified. In this work, the analytical model is applied to a multi-material bolted flange for several configurations, which could include a gasket and/or a spacer. In order to validate the proposed ‘beam model’ formulation, finite element simulations are used as a reference. The comparison to numerical results demonstrates that, within its range of validity, the analytical results obtained are satisfactory in a preliminary design approach.
Cette étude concerne le développement d’un modèle analytique permettant le prédimensionnement des assemblages boulonnés soumis à un chargement fortement excentré. En se basant sur des modèles existants, une nouvelle formulation du modèle ‘poutre fléchie’ est proposée. L’objectif est de pouvoir généraliser son utilisation à différentes configurations d’assemblages en y associant de nouveaux paramètres. Ces derniers décrivent (i) l’effet du moment provoqué par la présence du boulon et (ii) de la géométrie globale des pièces assemblées sur la déformée de la poutre. Le modèle est également en capacité de représenter des assemblages dissymétriques. En effet, il permet de dimensionner les assemblages multi-matériaux ainsi que les assemblages comportant des éléments technologiques rapportés au droit de la liaison boulonnée. L’analyse du comportement non-linéaire du boulon passe par l’étude des contraintes dans le corps de la vis réparties en contraintes de traction et de flexion au vu du chargement excentré imposé. La déformée de la poutre en son extrémité de chargement est également exploitée. Dans le cadre de ces travaux, le modèle analytique est appliqué à un assemblage de brides cylindriques multi-matériaux dont certaines configurations comportent un joint et/ou une entretoise. Des simulations par éléments finis servent de référence et sont utilisées pour la validation du modèle proposé. La comparaison entre les résultats des deux simulations montre que lorsque le modèle analytique est utilisé dans son domaine de validité, les résultats obtenus sont satisfaisants dans une phase de préconception.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

hal-04280159 , version 1 (13-11-2023)

Identifiants

  • HAL Id : hal-04280159 , version 1

Citer

Roselane Hammoum, Adeline Fau, Alain Daidié, Frédéric Lachaud. Modèle analytique généralisé aux assemblages de brides cylindriques boulonnées. 25e Congrès Français de Mécanique, Aug 2022, Nantes, France. ⟨hal-04280159⟩
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