Numerical model for low impact velocities on pipes

(PVC) / hemispherical sphere for the study

of residual strength of the pipe

 

Modèle numérique d’impact faibles vitesses 

tube (PVC) / sphère (acier) hémisphérique pour

l’étude de la résistance résiduelle post-impact du tube

 

K. Mansouri1*, C. Bopda Fokam2,  M. Chergui3,  M. El. Ghorba3

1Ecole Normale Supérieure de l’Enseignement Technique, Bd Hassan II, Mohammedia Maroc.

2Ecole des Mines de Meiganga, Université de Ngaounderé  BP 454, Cameroun

3 Laboratoire de Contrôle et  de Caractérisation des Matériaux, B.P 8118, Oasis-Route El Jadida – ENSEM / Casablanca, Maroc.

* Corresponding author. E-mail: khmansouri@hotmail.com

Received: 15 November 2011; revised version accepted: 29 January 2012

 

Abstract

     This paper presents a model of an impact problem based on the numerical ANSYS code, considered low velocities, pipe / sphere originally intended to delineate the plastic zone, and a process of built model validation. The model is built on the basis of static / dynamic equivalente valid for low impact velocities, the dynamic nature of the impact is considered static (assuming that the damage introduced into the pipe by the shock wave is negligible). Thus, the load applied to the numerical model is calculated using the equations of Hertz [1] to obtain the same effects on the scale of the observer and that the problem of dynamic impact.

     The comparison between the experimental fingerprint of the impact and the digital one shows good agreement. Analyses also show that the evolution of stress states below the contact surface has good similarity vis-à-vis that of Hertz in his study of a contact problem of a normal loading.

 

Keywords : Modeling; Hertz; Fingerprint; Impact tests; Released energy; Numerical validation.

 

Résumé

     Cet article présente une modélisation via le code de calcul ANSYS d’un problème d’impact à faibles vitesses  tube /sphère destinée originellement à délimiter la zone plastique, ainsi qu’une démarche de validation du modèle construit. Le modèle est construit sur la base de l’équivalence statique/dynamique valable pour de faibles vitesses d’impact, la nature dynamique de l’impact est considérée statique (en considérant négligeable l’endommagement initié dans le tube par l’onde de choc). Ainsi, le chargement appliqué au modèle numérique est calculé suivant les équations de Hertz [1] de façon à obtenir les mêmes effets à l’échelle de l’observateur que le problème dynamique d’impact.

     La comparaison  entre la zone impactée expérimentale d’impact et  cellle numérique montre de bonne concordance. Les analyses montrent également que l’évolution des états de contraintes en dessous de la surface de contact tube/sphère présente une bonne similitude vis-à-vis de celle de Hertz lors de son étude d’un problème de contact à chargement normal.

 

Mots clés : Modélisation ; Hertz ; Empreintes ;  Essais d’impact ; Energie libérée ; Validation numérique.


 

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