Pourquoi la limite de 5% de déformation plastique est-elle utilisée dans le diagramme de matériau pour l'EN ?
Méthodes courantes
Tout ingénieur structure a l'habitude d'utiliser la limite élastique comme valeur limite de la vérification normative, car pratiquement toutes les normes et codes de calcul sont fondés sur cette approche.
Néanmoins, cela s'applique au comportement purement élastique du matériau. Cette approche peut conduire à un dimensionnement conservateur et parfois à un surdimensionnement inutile de la structure, entraînant une consommation accrue de matériaux.
Cependant, le comportement réel de l'acier est différent, et il est acceptable de supposer un comportement plastique du matériau après dépassement de la limite élastique.
IDEA StatiCa et la méthode CBFEM
La Méthode des Éléments Finis basée sur les Composants (CBFEM) est une synergie entre la Méthode des Composants et l'analyse par Éléments Finis.
La vérification normative d'un assemblage selon la méthode standard basée sur les composants et selon le CBFEM utilisé dans IDEA StatiCa Connection repose sur la vérification de toutes les parties de l'assemblage – les composants. Les composants peuvent être des boulons, ancrages, soudures, plaques, et du béton au niveau de la fondation.
CBFEM décompose l'ensemble de l'assemblage en composants distincts mentionnés ci-dessus. Le modèle d'analyse est ensuite créé automatiquement par le logiciel à partir de chaque composant.
Toutes les plaques en acier, telles que les semelles ou les âmes des sections transversales, les raidisseurs, les nervures, les jarrets, etc., sont modélisées par des éléments finis. La Méthode des Éléments Finis est largement acceptée en ingénierie structurelle et fournit des résultats très fiables et reconnus.
Les plaques sont modélisées avec un matériau élasto-plastique avec une pente nominale du plateau d'écoulement conformément à EN 1993-1-5, Par. C.6, (2), tan-1 (E/1000).
Le comportement du matériau est basé sur le critère de plasticité de von Mises. Le comportement est supposé élastique avant d'atteindre la valeur de calcul de la limite élastique fyd.
Le critère à l'état limite ultime pour les zones non susceptibles de flambement est l'atteinte de la valeur limite de la déformation principale membranaire. Une valeur de 5% est recommandée (par ex. EN 1993-1-5, App. C, Par. C.8, Note 1).
Pour en savoir plus sur la méthode, lisez l'article CBFEM - fonctionnement, conformité normative, validation et vérification.
Consultez les informations essentielles sur la théorie dans notre Base théorique.
Validation et vérification
La méthode CBFEM, avec toutes ses hypothèses et approches, telles que la limite de déformation plastique de 5%, a été correctement validée et vérifiée. Que signifient exactement validation et vérification ? Le processus de validation et de vérification confirme que les résultats du logiciel sont corrects.
Sur la base des résultats, il peut être affirmé qu'il s'agit d'une méthode absolument fiable, éprouvée et sûre.
Dans notre Centre de support, vous pouvez trouver de nombreuses études de vérification ainsi que des comparaisons avec des essais en laboratoire. Retrouvez-les via le lien ci-dessous.
Les exemples de vérification et de validation les plus importants ont été publiés dans l'ouvrage « Conception par éléments finis basée sur les composants des assemblages acier. »
Conclusion
Sur la base de la validation des résultats avec des modèles solides 3D dans d'autres logiciels scientifiques, d'expériences réelles et, enfin, en suivant les recommandations de l'Eurocode, une déformation plastique de 5% a été définie comme valeur limite de vérification normative.
Cette valeur est suffisante pour atteindre le comportement réel de la structure, obtenir un dimensionnement économique et rester du côté sécuritaire du calcul.