Soudures

Cordons frontaux en traction

Validation par comparaison au logiciel Soudix du CTICM

2 cordons de 10mm de gorge. Longueur 100mm chacun.

Capacité cordons frontaux en traction
Soudix - CTICM 492.7 kN
Borne inf. DS STEEL 515.9 kN
Borne sup. DS STEEL 568.2 kN

Note

Par simplification, la vérification normative ne tient pas compte d’un état de contrainte 3D dans le cordon de soudure. Les différences avec les résultats DS STEEL tiennent compte du fait que le logiciel évalue un état de contrainte 3D qui respecte le critère de Von Mises. L’écart avec la borne inférieure est de l’ordre de 5%.

../../_images/cordons_frontaux_traction_cticm.png

Modèle DS STEEL

Le modèle fait 100mm de large. Les tôles supérieure et inférieure font 15mm d’épaisseur et 100mm de large, et la tôle centrale 30mm d’épaisseur et 150mm de large. Toutes ont une limite élastique de 355Mpa. Les soudures ont une gorge de 10mm. Les soudures font 80mm de longueur pour tenir compte de la longueur de calcul, réduite à chaque extrémité de la valeur de la gorge : 100-2*10=80mm.

../../_images/cordons_frontaux_traction_dssteel_1.png

La résistance des soudures est fixée à \(\frac{f_u}{\beta_w \gamma_{M2}}\), avec \(f_u=490MPa\) , (acier 355N/NL), \(\beta_w=0.9\) et \(\gamma_{M2}=1.2\), soit \(\frac{f_u}{\beta_w \gamma_{M2}}=435 MPa\).

script DS STEEL

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PLATE('P_cent','0.030', 'RECTANGLE', {'b':'0.150','h':'0.200'}, 500, 'locOrigin', Plus_XLoc, 'ZAxis', Plus_ZLoc, VECTOR('-1','0','0'), 355, 435)
PLATE('P_sup','0.015', 'RECTANGLE', {'b':'0.100','h':'0.200'}, 5, 'P_cent:v100', Plus_XLoc, 'ZAxis', Plus_ZLoc, VECTOR('-1','0','0'), 355, 435)
PLATE('P_inf','0.015', 'RECTANGLE', {'b':'0.100','h':'0.200'}, 105, 'P_cent:v0', Plus_XLoc, 'ZAxis', Plus_ZLoc, VECTOR('-1','0','0'), 355, 435)
CONNECT(["P_inf", "P_sup"], ["P_cent"], CONTACT, '0')
WELDS('Welds0',FILLET,[WELDWIRE(edge='P_inf:e8',throat='0.01',dA='0.01',dB='0.01',face1='P_cent:f1',face2='P_inf:f5'),WELDWIRE(edge='P_sup:e10',throat='0.01',dA='0.01',dB='0.01',face1='P_cent:f2',face2='P_sup:f5')],'435')
BOUNDARIES(('Boundary2','P_cent:f5'),('Boundary1','P_sup:f3'),('Boundary0','P_inf:f3'))

Le mode de ruine correspondant est le suivant. Les couleurs indiquent les concentrations de déformations plastiques.

../../_images/soud_front2.gif

Cordons latéraux en cisaillement

Validation par comparaison au logiciel Soudix du CTICM

2 cordons de 10mm de gorge. Longueur 100mm chacun.

Capacité cordons latéraux en cisaillement
Soudix - CTICM 402.4 kN
Borne inf. DS STEEL 373.3 kN
Borne sup. DS STEEL 401.8 kN
vérification cordons latéraux par Soudix

Modèle DS STEEL

../../_images/cordons_lateraux_traction_dssteel.png

Le modèle fait 150mm de large. La tôle inférieure qui reçoit les soudures fait 30mm d’épaisseur, et 100mm de longueur La tôle supérieure qui reçoit les soudures fait également 30mm d’épaisseur, et 100*100 de côté. Les 2 tôles sont prolongées par des tôles de même épaisseur et de même largeur, « collées », permettant d’appliquer les efforts sur des surfaces parfaitement coplanaires, et donc d’éviter les excentrements de charge. Ces tôles « de chargement » font 50mm de longueur Toutes les tôles ont une limite élastique de 355Mpa. Les soudures ont une gorge de 10mm, soit 14.142mm de base et de hauteur. Les soudures font 80mm de longueur pour tenir compte de la longueur de calcul, réduite à chaque extrémité de la valeur de la gorge : 100-2*10=80mm.

La résistance des soudures est fixée à \(\frac{f_u}{\beta_w \gamma_{M2}}\), avec \(f_u=490MPa\) (acier 355N/NL), \(\beta_w=0.9\) et \(\gamma_{M2}=1.2\), soit \(\frac{f_u}{\beta_w \gamma_{M2}}=435 MPa\).

script DS STEEL

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PLATE('P_inf','0.030', 'RECTANGLE', {'b':'0.150','h':'0.200'}, 500, 'locOrigin', Plus_XLoc, 'ZAxis', Plus_ZLoc, VECTOR('-1','0','0'), 500, 500)
PLATE('P_sup','0.030', 'RECTANGLE', {'b':'0.100','h':'0.200'}, 5, 'P_inf:v100', Plus_XLoc, 'ZAxis', Plus_ZLoc, VECTOR('-1','0','0'), 500, 500)
CONNECT(["P_sup"], ["P_inf"], CONTACT, '0')
WELDS('Welds1',FILLET,[WELDWIRE(edge='P_sup:e15',throat='0.01',dA='0.01',dB='0.01',face1='P_inf:f2',face2='P_sup:f6'),WELDWIRE(edge='P_sup:e14',throat='0.01',dA='0.01',dB='0.01',face1='P_inf:f2',face2='P_sup:f4')],'435')
BOUNDARIES(('Boundary1','P_sup:f1'),('Boundary0','P_inf:f5'))

Le mode de ruine correspondant est le suivant. Les couleurs indiquent les concentrations de déformations plastiques.

../../_images/soud_lat.gif

Cordon oblique

Validation par comparaison au logiciel Soudix du CTICM

1 cordon de 10mm de gorge, à 45°. Longueur \((100mm-2*10mm)*\sqrt{2}=113.14mm\).

Cordon oblique
Soudix - CTICM 334.5 kN
Borne inf. DS STEEL 368.7 kN
Borne sup. DS STEEL 398.6 kN
vérification cordon oblique par Soudix

Modèle DS STEEL

../../_images/cordon_oblique_traction_dssteel.png

La tôle inférieure qui reçoit les soudures fait 30mm d’épaisseur, et 150mm de large. La tôle supérieure qui reçoit les soudures fait également 30mm d’épaisseur, et 100mm de large. Les 2 tôles sont prolongées par des tôles de même épaisseur et de même largeur, « collées », permettant d’appliquer les efforts sur des surfaces parfaitement coplanaires, et donc d’éviter les excentrements de charge. Ces tôles « de chargement » font 100mm de longueur. Toutes les tôles ont une limite élastique de 355Mpa. Les soudures ont une gorge de 10mm, soit 14.142mm de base et de hauteur. Les soudures font 113.14mm de longueur pour tenir compte de la longueur de calcul, réduite à chaque extrémité de la valeur de la gorge : \((100mm-2*10mm)*\sqrt{2}=113.14mm\).

script DS STEEL

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PLATE('P_inf','0.030', 'RECTANGLE', {'b':'0.150','h':'0.150'}, 106, 'locOrigin', Plus_XLoc, 'ZAxis', Plus_ZLoc, VECTOR('-1','0','0'), 355, 355)
PLATE('P_sup','0.030', 'RECTANGLE', {'b':'0.100','h':'0.250'}, 6, POINT('-0.02','0','0'), Plus_XLoc, 'ZAxis', Plus_ZLoc, VECTOR('-1','0','0'), 355, 355)
PLATE('Plate2','0.030', 'RECTANGLE', {'b':'0.300','h':'0.100'}, 500, POINT('0.075','0','0'), Plus_ZLoc, 'ZAxis', Minus_YLoc, VECTOR('1','1','0'), 355, 355)
CUT(["P_sup"], ["Plate2"])
DELETE('Plate2', 'P_sup:2')
CONNECT(["P_sup:1"], ["P_inf"], CONTACT, '0')
PLATE('Plate3','0.030', 'RECTANGLE', {'h':'0.100','b':'0.150'}, 506, 'P_inf:v505', Plus_XLoc, 'ZAxis', Plus_ZLoc, VECTOR('-1','0','0'), 355, 355)
PLATE('Plate4','0.030', 'RECTANGLE', {'h':'0.100','b':'0.100'}, 506, 'P_sup:v506', Minus_XLoc, 'ZAxis', Plus_ZLoc, VECTOR('1','0','0'), 355, 355)
CONNECT(["Plate3", "Plate4"], ["P_inf", "P_sup:1"], GLUED)
WELDS('Welds0',FILLET,[WELDWIRE(edge='P_sup:e24',throat='0.01',dA='0.01',dB='0.01',face1='P_inf:f2',face2='P_sup:f15')],'435')
BOUNDARIES(('Boundary2','Plate4:f1'),('Boundary1','Plate4:f2'),('Boundary0','Plate3:f2'))