CSection & CBeam pour l'enseignement
Une vision 3D des poutres et une introduction à la Mécanique d'une pièce composite

Dans le cadre des hypothèses généralement consenties dans la présentation classique de la théorie des poutres (RDM), une poutre est "assimilée" à un milieu unidimensionnel (1D). Cette vision très réductrice a l'avantage d'être simple mais insuffisante pour décrire le caractère spatial (3D) du comportement mécanique réel d'un profilé mince ou d'une poutre composite à phases anisotropes. Pourtant, l'utilisation des profilés minces est de rigueur dans biens des secteurs et le recours aux matériaux composites ne cesse de gagner du terrain. Il est aujourd'hui temps que l'enseignement accorde la place qu'il faut à l'analyse de telles structures, même si la tâche est plus délicate.

Dans CSection & CBeam c'est une réelle vision 3D des poutres qui est proposée. Une poutre y est considérée comme un milieu 3D "élancé" dont la section est déformable dans son plan et hors de son plan. Les calculs rendent comptent de l'agencement spatial des matériaux et de leur anisotropie; ils permettent d'accéder à la déformée 3D de la poutre et surtout à l'état de contrainte 3D dans chacun des matériaux. Ces outils permettent d'analyser de manière conséquente tant la mécanique des profilés minces que celle des poutres composites.

Simples d'utilisation, CSection & CBeam constituent un excellent support pédagogique tant pour un nécessaire complément de formation en théorie de poutre (analyse détaillée des sections minces) que pour la compréhension de la Mécanique des matériaux composites, au moins par le biais du comportement d'une poutre composite.

CSection & CBeam pour l'analyse des sections et des profiles minces

Pour des raisons évidentes d'économie et de poids, le recours aux profilés minces est de rigueur dans tous les domaines de la construction. L'analyse correcte du comportement mécanique des sections mono ou multi-cloisonnées, ouvertes ou fermées, est à la base de la conception et de l'optimisation des profilés. CSection et CBeam peuvent contribuer de manière efficace à cette tâche, puisqu'ils permettent, quelle que soit la forme et l'épaisseur du profil de la section, d'obtenir ou de visualiser :

  • La répartition des cisaillements dus aux efforts tranchants et au moment de torsion.
  • Les gauchissements de section.
  • L'effet de la non symétrie de la section sur le couplage flexion-torsion ou sur la position du centre de cisaillement.
  • Les rigidités associées aux efforts tranchants et la notion de section réduite.
  • La rigidité de torsion, et la constante de gauchissement pour la torsion gênée.

Ces résultats, dont l'obtention est rapide et systématique, constituent une réelle aide à la compréhension du comportement mécanique des sections minces et des profilés.

CSection & CBeam pour l'introduction des matériaux composites

L'utilisation de matériaux de comportement et de résistance différents est à la base de la conception composite. L'agencement des matériaux et leur éventuelle anisotropie ont une influence importante sur le comportement mécanique d'une pièce composite et en particulier sur la distribution des contraintes entre les matériaux. Il est donc essentiel, lors du calcul d'une pièce composite, d'être en mesure d'accéder à l'état de contraintes dans chacun des matériaux.

Parce que CSection & CBeam permettent d'obtenir de tels résultats pour une poutre de section composite quelconque, ils peuvent contribuer à la présentation et à la compréhension de la mécanique d'un matériau ou d'une structure composite.