#1 Pratiques recommandées pour les Analyses Non-linéaires en Conception - Recommended Practices for Non-linear Design Rules
La majorité des règles de Conception des Réservoirs et Tuyauteries sous pression sont basées sur des méthodes élastiques associées à un classement des contraintes en primaires (pour force imposée), secondaires pour (déformation imposée) et contraintes de pic (pour les chocs thermiques). Cette classification des contraintes n'est facile à réaliser que dans des cas simples, comme des coques cylindriques axisymétriques sous chargements quasi-statiques simples.
Quand la géométrie et les chargements sont plus complexes, seule une approche conservative est utilisable en classant les contraintes comme primaires. D'autres complications sont associées aux chargements cycliques ou dynamiques comme les analyses sismiques.
Ce papier considère en premier lieu une comparaison des différents Codes nucléaires et non –nucléaires en terme d'analyses non-linéaires: RCC-M, RCC-MRx, ASME BPVC Section III, KTA, JSME Code, PNAEG Russe et la Règle R5 (non strictement un Code) et des Codes Non-nucléaires: ASME BPVC Section VIII-2 et EN 13445 (Norme Européenne pour la conception des réservoirs sous pression)
Des méthodes d'analyse non-linéaires sont proposées avec les propriétés de matériaux nécessaires, les critères, des recommandations d'utilisation et les principales références de validation.
Les différents modes de ruine considérés sont: la déformation excessive, l'instabilité plastique, la rupture locale (tri-axialité) et le flambage; ainsi que la conséquence de fissures potentielles (Rupture, Fissuration progressive, Fuite avant Rupture et des méthodes plus modernes comme les approches locales de la rupture).
Les différents mécanismes de dégradation cycliques considérés sont la fatigue et la déformation progressive.
Des cas particuliers seront également considérés dans les études en cours, comme les ouvertures et renforcements des tubulures, l'effet ressort dans les tuyauteries, les brides boulonnées, les soufflets ou les hauts niveaux de séismes associés à des critères en déformation.
Ce papier se consacrera en priorité aux pratiques recommandées pour la déformation progressive, l'instabilité plastique, le facteur de plasticité en fatigue et une information sur l'avancement des études cycle par cycle de la fatigue, de la déformation progressive et du rochet thermique.
#2 Calcul de tenue au flambement selon CODAP : présentation de nouvelles procédures récemment introduites
Le flambage est un mode de défaillance qui peut affecter un équipement sous pression, lorsque son chargement est susceptible de générer des contraintes de compression.
Le Code de Construction des Appareils à Pression non soumis à l’action de la flamme (CODAP) propose actuellement deux méthodologies pour dimensionner un structure vis-à-vis de ce mode de défaillance :
- La méthodologie du chapitre C4, fournissant des règles de calcul analytique pour des enveloppes sous pression extérieure
- La méthodologie du chapitre C10.3.7, décrivant des recommandations pour mener une analyse par éléments finis, non linéaire matériellement et géométriquement, effectuée sur une structure contenant des défauts géométriques
La règle analytique possède l’avantage d’une mise en application relativement simple, mais subit en conséquence une limitation de son champ d’application à quelques géométries de référence. A l’opposé, la règle du C10.3.7 permet de traiter des appareils de forme quelconque, mais nécessite des outils adaptés (logiciels de calcul par éléments finis non linéaires), ainsi qu’une maîtrise avancée de ceux-ci. En matière de complexité de mise en oeuvre, il existe donc un fossé conséquent entre ces deux procédures.
Le présent article décrit deux nouvelles méthodologies, qui seront prochainement introduites dans le CODAP, pour dimensionner un équipement vis-à-vis du flambage. Elles visent à combler le fossé précédemment identifié.