Instructions d’utilisation de l’option Supprimer les modes de corps rigides

L’option Supprimer les modes de corps rigides peut être utilisée lorsque l’une des conditions suivantes est vraie :

1. Le modèle est entièrement non contraint

   Autrement dit, vous n’avez appliqué aucune contrainte X, Y ou Z à une partie du modèle. Lorsque le modèle est entièrement non contraint, les charges appliquées peuvent être équilibrées ou déséquilibrées.

2. Le modèle est contraint

   • ET toutes les charges agissant dans la direction contrainte sont équilibrées
   • ET la somme des moments est égale à zéro.

• Si les charges NE sont PAS équilibrées, lorsque vous activez l’option Supprimer les modes de corps rigides, les charges ajoutées pour équilibrer les charges et les moments changent essentiellement les forces de réaction, et les résultats sont incorrects.
• Si les charges et les moments SONT équilibrés, lorsque vous activez l’option Supprimer les modes de corps rigides, aucune charge supplémentaire n’est appliquée et les forces et résultats de réaction sont corrects.

Tableau 1 : dans quels cas activer l’option Supprimer les modes de corps rigides ?

Modèle contraint

Exemple 1 : les charges son équilibrées, mais la somme des moments N’est PAS égale à zéro

Supposons qu’un modèle soit contraint en terme de mouvement dans la direction verticale. Une force de 100 N est appliquée dans cette direction. Le modèle doit avoir une force opposée de 100 N dans la direction opposée de façon à ce que la somme des forces dans la direction verticale soit égale à zéro. Les charges agissant dans des directions non contraintes peuvent être équilibrées ou déséquilibrées.

Option Supprimer les modes de corps rigides désactivée, affichage d’un déplacement correct	Option Supprimer les modes de corps rigides activée, affichage d’un déplacement incorrect

Comme les moments dus aux forces ne sont pas égaux à 0, les résultats sont incorrects lorsque l’option Supprimer les modes de corps rigides est activée. Notez que le moment de réaction est égal à zéro, car le solveur ajoute une accélération de rotation pour contrebalancer le moment déséquilibré.

Exemple 2 : les charges sont équilibrées ET la somme des moments est égale à zéro

Supposons qu’un modèle soit contraint en terme de mouvement dans la direction verticale, avec une force de 100 N appliquée dans les directions opposées. (Une force de 100 N pointant vers le haut et deux forces de 50 N pointant chacune vers le bas.) En raison de l’espacement égal dans cet exemple, le moment dû aux trois charges est égal à zéro. L’option Supprimer les modes de corps rigides peut être utilisée dans cet exemple si nécessaire.

Option Supprimer les modes de corps rigides désactivée, affichage d’un déplacement correct.	Option Supprimer les modes de corps rigides activée, affichage d’un déplacement correct

Modèle non contraint

Lorsque vous utilisez l’option Supprimer les modes de corps rigides avec un modèle non contraint, il reste important de déterminer si vous devez équilibrer les charges appliquées pour obtenir des résultats précis. Les exemples 3 et 4 présentent deux situations. Un scénario produit de bons résultats avec une charge déséquilibrée. Dans l’autre scénario, vous devez équilibrer les charges pour obtenir des résultats précis.

Exemple 3 : modèle non contraint – les charges appliquées déséquilibrées sont acceptables

Cet exemple est une barre carrée dotée d’un appui simple, avec une force répartie uniformément (F) appliquée à la longueur totale de la barre. La réaction à chaque extrémité est (F + W) / 2, où W est le poids de la barre elle-même. Vous pouvez appliquer uniquement les forces de réaction aux extrémités de la barre (flèches rouges). L’accélération appliquée par le solveur produit une force (Fa) égale à F + W (flèches bleues). Une partie de cette force d'accélération agit sur chaque élément du modèle. La contre-force résultante pour la charge appliquée est répartie uniformément sur toute la longueur du modèle.

Vous pouvez procéder différemment :

• Appliquez la force répartie (F) à la longueur de la barre
• Activez la charge de gravité, ce qui génère la charge de poids (W)

Le résultat est alors identique au cas où il n'est pas contraint. Le solveur doit uniquement appliquer une accélération très faible pour contrer les petits déséquilibres mathématiques résultant de la méthode MEF.

Exemple 4 : modèle non contraint – des charges équilibrées doivent être appliquées pour que les résultats soient corrects

Dans cet exemple, vous appliquez des charges équilibrées au modèle. Théoriquement, elles fournissent une condition d’équilibre. Le solveur applique une très petite quantité d'accélération globale, juste assez pour contrer le léger déséquilibre mathématique introduit par la méthode MEF.

Appliquez une force importante (F, flèche rouge du milieu), concentrée au centre de la travée. Activez la gravité pour produire la charge de poids (W, flèches vertes). Enfin, appliquez les forces de réaction calculées aux extrémités de la barre (les deux flèches rouges extérieures). Lorsqu'une charge agit sur un point, une arête ou une petite zone d'une pièce, le solveur ne peut pas la représenter avec précision en appliquant l'accélération globale. La force répartie due à l’accélération globale et à la force concentrée à mi-travée ne produit pas les mêmes résultats de contrainte ou de déplacement.

Information connexe : aucune contrainte n’est appliquée au modèle dans les exemples 3 et 4. Dans la dernière ligne du tableau 1, l’option Supprimer les modes de corps rigides est autorisée. Toutefois, la différence entre les exemples 3 et 4 démontre que vous devez également prendre en compte l’effet potentiel des charges déséquilibrées sur la précision des résultats.