Résultats des calculs SANDIA 2 - code-aster.org · Erreurs dans les commandes Code_Aster ......

Résultats des calculs SANDIA 2

C. Rospars (R&D/AMA)A. Courtois (Septen/GS)S. Ghavamian (R&D/AMA)

Jeudi 16 mats 2006 Journée Annuelle des Utilisateurs du Code_Aster2

Plan de la présentation

• Contexte industriel de l’étude

• Rappel historique (Projet SINUMO)

• Modèle actuel (Projet MECEN)

• Résultats

• Bilan

Enjeux associés à la modélisation de la ruine des e nceintes de confinement

Contexte : sûreté des enceintes de confinement du Parc EDF

Objectif opérationnel final (IOP) : analyser de façon réaliste les modes de ruine en scénario accidentel (APRP, AG)

Objectif de l’IPA (et de la R&D…) : proposer/valider des méthodes et des outils de calculs de structures pour étayer les dossiers :

• Code_Aster®, mailleurs et logiciels de post-traitement• Lois non linéaires pour représenter la fissuration du béton• Prise en compte du chargement thermo-mécanique et du

vieillissement de la structure (retrait et fluage)• Éléments de validation sur structures

Pourquoi MECEN ?Enceinte

Enceinte

Taille (m)

Complexité

VSR (numérique)

PACE 1300 / 900

VSR (numérique)

PACE 1300 / 900

/ 1450

SAS, Gousset

/ 1450

SAS, Gousset

Maquettes d’enceinte

SANDIA 2 / MAEVA

Maquettes d’enceinte

SANDIA 2 / MAEVA

VSR (expérimental)

Karlsruhe

VSR (expérimental)

Karlsruhe

Éprouvettes

TEGG / LCPC / MECA / ECN

Éprouvettes

TEGG / LCPC / MECA / ECN

Cadre de R&D : le projet MECEN

Retour sur quelques tentatives de validation des modè les de structure en béton…

Essais sur structures élémentaires « maîtrisées » (poutres, dalles…)

Essais sur maquettes « à grande échelle » :

• Très chers et donc assez rares : se regrouper et faire des compromis• On en attend souvent beaucoup : attention à leur représentativité vis-

à-vis des ouvrages « réels »• Début 2004, EDF s’appuyait notamment sur

• MAEVA : simulation de l’endommagement engendré lors de la séquence hors dimensionnement (cf. JUA 2004, calcul SEPTEN/SOCOTEC)

• Le 1er benchmark sur la ruine de la maquette SANDIA 2 (1998-2000, calcul R&D/AMA-Séchaud Ingénierie-SEPTEN) : maillage coques sur 1/8 de structure

Modèle de la Phase (pre-test)

1998-99 : EDF modèle coque 3D (1/8 ème de l’enceinte)Pas de câbles (coque), précontrainte par thermique

EDF SEPTEN , R&D / Séchaud et Metz

Difficultés numériques (pas de convergence)

Premières tentatives de simulation de SANDIA 2

Présentation de la maquette

Prédire le comportement sous sollicitations mécaniques et thermiques

Phase I : pression d’air (pneumatique) (SIT, ILRT, LST)

Estimer la zone de fuite, et le niveau de sollicita tion conduisant à la perte d’étanchéitéIdentifier les mécanismes de dégradation de la stru cture

Phase II : pression d’eau (hydraulique) et d’air (« + thermique »)

Estimer la zone de ruine, et le niveau de sollicita tion au moment de la ruine

Objectifs du Benchmark ISP48

Benchmark ISP48 : cahier des charges de notre étude

Modèle 3D maillage paramétré

Ingrédients : - béton (jupe, dôme, radier)

- les deux SAS (ouvertures + bouchons)

- câbles de précontraint H et V (90+108)

- armatures passives (4 nappes: 2H et 2V)

Chargement : - poids propre (cst)

- précontraintes (cst)

- pression hydraulique (cst)

- pression pneumatique (variable)

- thermique (en cours)

Analyse : - non linéaire matériaux (béton, armatures, câbles, liner)

- Code_Aster ®

Maillage EF et résultats Code_Aster ®

Déformée(p pneumatique = 1,42 MPa)

Endommagement

Maillage paramétrique

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * ** Beginning data definition parameters* * * * * * * * * * * * * * * * * * * *** Nombre de division angulaire minimum 36div -> 1di v/10°ANG_DIV = 60 ;* Nombre de division entre liner et inner minimum 1d ivRI_DIV = 2 ;* Nombre de division entre inner et outer minimum 1di vRIO_DIV = 3 ;* Nombre de division entre outer et exterieur minimum 1divRO_DIV = 2 ;* Nombre de division profondeur nervure minimum 1di vRN_DIV = 2 ;* Nombre de division rougical minimum 10div -> 10div /(haut cylindre)V_DIV = 30 ;

** * * * * * * * * * * * * * * * * * * ** Endding data definition parameters* * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * ** Beginning data definition parameters* * * * * * * * * * * * * * * * * * * *** Nombre de division angulaire minimum 36div -> 1di v/10°ANG_DIV = 60 ;* Nombre de division entre liner et inner minimum 1d ivRI_DIV = 2 ;* Nombre de division entre inner et outer minimum 1di vRIO_DIV = 3 ;* Nombre de division entre outer et exterieur minimum 1divRO_DIV = 2 ;* Nombre de division profondeur nervure minimum 1di vRN_DIV = 2 ;* Nombre de division rougical minimum 10div -> 10div /(haut cylindre)V_DIV = 30 ;

** * * * * * * * * * * * * * * * * * * ** Endding data definition parameters* * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

Maillage paramétrique 3D

Loi de Comportement

Modèle d’endommagement à 1 paramètre scalaire

klijklij CD εσ )1( −=

)(∑=

ieq εε

Tension

ε Compression

cctt DDD αα +=

εεεα

><><= ∑=

ict )](exp[

eqeqct

cteqct B

εεεε

−−

−−=

Béton : Loi de Mazars

Loi de Comportement

Métaux : Loi élasto-plastique classique à écrouissage cinématique •Maillé avec des élements barres•Profil de tension basé sur :

la tension appliquée aux extrémités / frottement (avec courbure) / recul d’ancrage•

Pas de frottement•Les renforts et le béton sont maillés séparément

Câbles précontraints

Résultats aux points d’observation (SOL)

55 points de comparaison

Courbes des participants (rapport ISP48 AppendixAFinal.pdf)

Courbes de EDF (résultats Code_Aster ®)

SOL #3 - Radial Displacement @ Az. 135, El. 1.43

-10,00

Pressure (MPa)

Displace

ment (mm)

LST-Data-of-Record

LST-Dynamic

Springline

M/S, F/W

Section A – A' (not to scale)

Elevation 10.75 m

Elevation 0.0 m

SOL #3 135°, El. 1.43 m, Displacement, Radial, Inside Liner Surface

Basemat Top

SOL #4 - Radial Displacement @ Az. 135, El. 2.63

-10,00

Pressure (MPa)

Displace

ment (mm)

LST-Data-of-Record

LST-Dynamic

Springline

M/S, F/W

Section A – A' (not to scale)

Elevation 10.75 m

Elevation 0.0 m

SOL #4 135°, El. 2.63 m, Displacement, Radial, Inside Liner Surface

Basemat Top

SOL #14 - Radial Displacement @ Az. 334, El. 4.675 (E/H)

-10,00

Pressure (MPa)

Displace

ment (mm)

LST-Data-of-Record

LST-Dynamic

SOL #26 - Rebar Strain, Outer Meridional @ Az. 135, El. 10.75

-0,10%

0,20%0,00

Pressure (MPa)

Strain

LST-DOR

LST-Dynamic

Résultats…

Résultats …

•Avancées en terme de maîtrise des études•Validation-amélioration de Code_Aster ® (10 AL, 23 EL)•Les sources de difficultés pour une telle étude :

Erreurs dans le maillageErreurs dans les commandes Code_Aster ®

Erreurs dans les mises en données (fichier de commande Code_Aster ®)Qualité du modèle EFComportement non linéaire du béton arméTemps de calcul et taille des fichiers

Bilan opérationnel du calcul Sandia 2

Outils de travail sur le maillage et les données

Développé par SINETICS (XML)Contrôles du maillage @

Manipulation des groupes de maillesConversion de format (Aster, Ansys, Davis, Ensight, Virtools, GMSH)

Réorganisation des mailles et nœudsAffichage des données (AFFE_CARA_ELEM)

Bilan Calcul Sandia 2

Complément d’investigation par ANSYSContrôle de maillage (anomalie câble, et finesse)

� Non détectée par Code_Aster ®

Interpénétration des mailles volumiques

�� Non détectable par MACR_INFO_MAIL

Erreurs dans les mises en données (fichier Code_Ast er ®)

�� Fiche d’évolution Code_Aster ®

Après corrections

Avant corrections

Nappes d’armature mal disposées (10 erreurs)

� Fiche d’évolution Code_Aster ®

Erreurs dans les mises en données (fichier Code_Ast er ®)

Sections des nappes d’armature (1 erreur)

Qualité du modèle EFDiscrétisation des câbles de précontraints

Degré de cohérence entre la discrétisation du béton et des câbles.

Qualité du modèle EF

Discrétisation des câbles de précontraints

Degré de cohérence entre la discrétisation du béton et des câbles.

�� Fiche d’évolution Code_Aster ®

IntervenantsProix J.M.Badel P.Fléjou J.L.Tardieu N.Abbas M.Michel-Ponnelle S.Lefebvre J.P.Ghoussoub J.

Ilie L.

Hery J.F.Laleuf J.C.Thibaud G.Mouton C.

Partenaire

SINETICS

Geonumeric

Séchaud et MetzThechi E.Auclair D.

Wyniecki P.Lovinfosse D.

Conclusions générales

Benchmark OCDE sur SANDIA 2

– Confirme la difficulté à conduire des calculs d’end ommagement sur structures avec nos outils et le besoin de R&D pour les maîtriser dans un cadre industriel

– Permet de se confronter aux pratiques d’équipes internationales

– Déception : ne pas avoir pu livrer le calcul thermo-mécanique dans les temps

Les acquis

– Confiance accrue dans la modélisation de la fissuration des enceinte s : résultats Code_Aster® globalement cohérents avec mesures et simulations des partenaires

– Report d’un calcul 3D d’enceinte P4 en AG, jugé trop risqué au stade actuel

– Nécessité de mieux contrôler les maillages hybrides , avec d’autres outils que Gibi(contribution R&D/SINETICS avec DAVIS et XMeshLab)

– Renforcement des exigences de contrôle dans les pre scriptions d’études d’enceinte pour la partie de maillage (ex. : FLA2, modélisation sans endommagement)

Perspectives

– Pour la DIN : calcul d’enceinte en AG (2008) et tours d’aéroréfrigérant (dès 2006)

– Pour la R&D (Projet BILOBA) : calculs thermo-mécaniques prévus dans l’ISP48

MERCI POUR VOTRE ATTENTION

Simulation de l’effet du chargement HD de MAEVA

7.0466

PWR containment

1,5x Pd

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Documents

Utilisation des indicateurs d’erreur et stratégies[] · Ce document a pour objectif de décrire tous les outils de Code_Aster liés à l’adaptation de maillage. ... Manuel d'utilisation

Pyrrhura rupicola sandiae ~ Conure Sandia

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