Mécanique Modélisation du comportement dynamique du couple ...

4.1 Évolution du code Éléments FinisEnfin, la dernière étape de validation des codes étudie la corrélation calculs-essais. Bien quepeu nombreuses, les mesures ont été utilisées pour confirmer les ordres de grandeur et lecomportement général des résultats.4.1 Évolution du code Éléments FinisLa discrétisation de la caténaire sur laquelle se déplace le pantographe, perturbe les résultatsdynamiques. Dans ce paragraphe, des solutions sont proposées pour minimiser ces perturbations.Ce problème de discontinuité n’existe pas dans le modèle semi-analytique. En effet, les déplacements,décrits par une somme de sinusoïdes, sont infiniment dérivables ce qui assureune continuité des déplacements, de la pente, de la courbure, etc. A ce titre, cette solutionservira d’ailleurs de référence pour constater les améliorations.Les deux modèles ne disposant pas du même niveau de description de la caténaire (3D pourle modèle Éléments Finis (EF) et 1D pour le modèle analytique), un cas test de poutreprétendue sur appuis simples est utilisé pour pouvoir effectuer une comparaison des résultats.De plus, les modèles de caténaire complets sont trop complexes pour tester facilementl’influence de chaque phénomène. En effet, les non-linéarités, les réflexions d’ondes sur lesdifférents composants, le nombre important de composants, le couplage transversal-vertical(pour le modèle EF), sont autant de phénomènes difficiles à isoler.Ce modèle utilise un fil simple d’une longueur de 100 m sur lequel une tension mécaniquede 20 kN est appliquée aux extrémités. Les effets de la gravité sont négligés. Le pantographeutilisé est un pantographe masses-ressorts à trois étages se déplaçant à 80 m/s (288 km/h)dont l’effort statique f 0 est de 200 N. Le couplage est unidirectionnel et autorise les décollements.Néanmoins les conditions de fonctionnement ne font pas apparaître de décollementet ne sollicitent donc pas cette non-linéarité.Un code Éléments Finis simplifié [3] a été développé spécifiquement pour cette étude dans lebut de lever les incertitudes sur les développements complexes du modèle EF complet (calculstatique complexe, écriture optimisée pour réduire les temps de calcul, etc.).Le modèle simplifié est construit d’après les hypothèses suivantes :– seuls les déplacements verticaux z et les rotations suivant y sont autorisés. La flexion etla tension du fil sont prises en compte,104