Ansys MAPDL Modélisation et Calculs Avancés en Génie Civil

1.1 Définitions 

• Classification des différents types de non-linéarité 
• Non-linéarités géométriques 
• Non-linéarités du comportement des matériaux 
• Élément non linéaire - Systèmes conservatif et non-conservatif

1.2 Algorithmes de résolution 

• Découpage d'un chargement en load-steps et substeps 
• Utilisation de tables 
• Rôle des itérations d'équilibre 
• Résolution non linéaire par la méthode de Newton-Raphson 
• Différentes variantes : raideur initiale, méthode de Newton-Raphson modifiée 
• Critères et normes de convergence 
• Conditions de convergence 
• Notion de rayon de convergence 
• Difficultés de convergence - classification des causes de divergence 
• Outils algorithmiques d'amélioration de la convergence 
• Méthode de « descente adaptative » 
• Technique du « Line-search »
• Méthode de stabilisation 
• Procédure d'incrémentation automatique de la charge 
• Utilisation des prédicteurs 
• Procédure automatique SOLCONTROL 

2.1 Principales catégories d’éléments porteurs en génie civil 

• Poutre et poteau 
• Voile 
• Dalle et radier 
• Semelle filante et isolée 
• Pieu et micropieu 

2.2 Différentes échelles de modélisation 

2.3 Eléments finis de poutre 

• Examen pratique des modèles de flexion et de torsion 
• Cas particulier des poutres courtes 
• Prise en compte des excentrements (déports rigides) 
• Poutres sur appuis élastiques continus 

2.4 Eléments finis de plaque et coque 

• Présentation des modèles de Kirchhoff et de Mindlin ; critères de choix 
• Intérêt des éléments de coque à topologie volumique 

2.5 Eléments finis pour les structures massives 

2.6 Types d’éléments finis disponibles dans ANSYS

• Formulation et précision des différents éléments 
• Compatibilité entre éléments, précautions à prendre 
• Techniques de connexion des éléments incompatibles : MPC, contact, etc.

3.1 Modélisation du comportement des aciers 

• Différents modèles d’écrouissage 
• Sensibilité des lois à la vitesse de déformation, viscoplasticité 
• Comportement cyclique des métaux 
• Différents critères pratiques de rupture
• Modèle avancé d’endommagement de Gurson 

3.2 Modélisation du béton et du béton armé 

• Généralités sur le traitement de la fissuration, de la plasticité et du crushing 
• Modèle de William et Warnke 
• Modèle d’endommagement Microplane de Bazant et Gambarova 
• Modèle de béton Drucker Prager 
• Modèle de MenetreyWilliam
• Techniques d’appréciation de l’endommagement en post-traitement 
• Modélisation des armatures, différentes approches : renforts répartis et discrets 
• Modélisation de la précontrainte interne et externe 

3.3 Modélisation des sols et des roches 

• Sensibilité du matériau à la pression hydrostatique
• Lois simples Mohr-Coulomb et de Drücker-Prager
• Modèles avancées : Drücker-Prager étendu, Cap model, Cam-Clay
• Comportement poroélastique, calcul en contraintes effectives 

4.1 Structures métalliques 

• Modélisation des assemblages boulonnés, rivetés et soudés
• Instabilités : flambage, voilement, déversement, comportement post-critique 

4.2 Structures en béton

• Modélisation de la précontrainte 
• Modélisation des effets du retrait 

4.3 Modélisation de l’interaction sol-structure 

• Ressorts de sol linéaire et non-linéaire 
• Éléments de contact - Modélisation des pieux, micropieux et des massifs de pieux 
• Modélisation des appareils d’appui en élastomère fretté 

4.4 Charges mobiles (ponts routier et ferroviaire) 

• Technique d’application de surfaces de charge indépendantes du maillage 
• Construction de lignes ou de surfaces d’influence 
• Modélisation des charges mobiles en statique et dynamique 
• Interaction dynamique entre un pont et un modèle éléments finis de convoi 
• Modélisation des charges dynamiques sur les passerelles pour piétons 

4.5 Modélisation des actions sismiques 

• Méthode du spectre de réponse 
• Méthode d’analyse transitoire (accélérogramme) 
• Méthodes de construction des spectres de plancher 
• Méthode de la densité spectrale de puissance (dynamique aléatoire) 
• Méthode de mise en charge de type push-over 
• Interactions fluide-structure (modélisation du sloshing)

4.6 Modélisation des actions du vent 

• Procédures APDL de génération des pressions du vent 
• Prise en compte du vent aléatoire par densité spectrale de puissance
• Couplage mono ou bidirectionnel avec un solver Navier-stokes 

4.7 Modélisation des effets thermiques et hydriques 

• Modélisation d’une variation de température uniforme ou d’un gradient 
• Enchainement des calculs thermiques et mécaniques sur deux maillages distincts 
• Modélisation des effets du retrait 

4.8 Modélisation des chocs et des explosions 

• Différentes approches possibles
• Traitement avec ANSYS Mechanical APDL (Classic) - limitations 
• Techniques de contrôle des résultats

4. 9 Ferraillage des structures en béton armé 

• Méthodes d’obtention des efforts généraux 
• Principe de calcul du ferraillage à partir d’un tenseur d’efforts provenant d’un calcul élastique
• Cas des voiles, dalles, radiers et coques : méthodes de Gupta, Wood, Capra-Maury, etc. 
• Cas des structures massives (méthode de Bisch)