Détermination par simulation numérique des paramètres modaux pour les plaques Orthotropes

Abstract

اللوحات المركبة تستخدم على نطاق واسع في الهياكل المدنية، الميكانيكية، الطيران وخصوصا الفضائية. ويرجع ذلك أساسا لمقاومتها العالية وصلابتها وميزة تكييف خصائصها لتلبية المتطلبات العملية. لأسباب الأداء والسلامة الهيكلية، فان من الضروري تحديد الخصائص الديناميكية مثل الترددات الطبيعية والأوضاع المرتبطة بها. في هذه الأطروحة، تم دراسة اهتزاز اللوحات وحيدة الطبقة ومتعددة الطبقات باستخدام نظرية العناصر المحدودة. في الجزء الأول، أجريت مقارنة بين النتائج المتحصل عليها باستخدام برنامج أنسيس18 والنتائج الموجودة في المراجع العلمية، هذه المقارنة تهدف إلى اختبار مدى قدرة هذا البرنامج في دراسة الاهتزازات. في الجزء الثاني، تم استخدام تحليل العناصر المحدودة باستخدام برنامج أنسيس18 للتنبؤ بسلوك اللوحات. تركز التحليل على تغير الترددات الطبيعية بدلالة ظروف استناد اللوحة، زاوية توجه الألياف، التراص، نسبة الطول على السمك وعلى العرض

Composite plates are widely used in civil, mechanical, aeronautical, and especially aerospace structures. This is mainly due to their high specific strength and stiffness and the advantage of adapting their properties to meet the practical requirements. For reasons of performance and structural integrity, it is essential to determine dynamic characteristics such as natural frequencies and their associated modes. In this memory, a single layer and stratified orthotropic composite plate’s vibration was studied using finite element method. In the first part, it was conducted the comparison between obtained by the ANSYS18 calculation code and those who are found in the literatures; this study aims to examine the consistency of the results obtained by ANSYS 18 for the study of vibrations. In the second part, a finite element analysis using the ANSYS 18code is used to predict the behavior of the plates. The analysis focused on the variation of the natural frequencies as a function of the support conditions of the plate, of the angle of orientation of the fibers, stacking sequences, length-on-thickness ratio and length-to-width ratio.

Les plaques composites sont largement utilisées dans les structures civiles, mécaniques, aéronautiques, et surtout aérospatiales. Cela est principalement dû à leur très grande résistance et rigidité spécifique et l'avantage de l’adaptation de leurs propriétés pour répondre aux exigences de la pratique. Pour des raisons de performance et d’intégrité structurelle, il est essentiel de déterminer les caractéristiques dynamiques telles que les fréquences naturelles et leurs modes associés. Dans ce mémoire, les vibrations des plaques composites orthotropes monocouches et stratifiées ont été étudiés par la méthode des éléments finis. Dans la première partie, il a été procédé à la comparaison entre les résultats obtenus par le code de calcul ANSYS18 et ceux qui trouvent dans les littératures ; cette étude vise à examiner la consistance des résultats obtenus par ANSYS18 pour l’étude des vibrations. Dans le deuxième, une analyse en éléments finis utilisant le code ANSYS 18 est employée pour prédire le comportement des plaques. L’analyse a porté sur la variation des fréquences propres en fonction des conditions de support de la plaque, de l’angle d’orientation des fibres, séquences d’empilement, du rapport longueur-sur-épaisseur et rapport longueur-sur-largeur.