Identification et modélisation du comportement dynamique des structures par contrôle des amortissements

Abstract

L'amortissement est un moyen de contrôle des vibrations dans les structures ou systèmes mécaniques. Il peut être de type passif ou actif, et joue un rôle prédominant dans la durée de vie de celles-ci ; limite les amplitudes des vibrations, fiabilise les performances de fonctionnement, et par conséquent, prolonge la durée de vie des systèmes mécaniques. Il y a deux catégories d'amortissement, l'un externe à la structure, de type visqueux ou de Coulomb, et l'autre intrinsèque au matériau, de type hystérétique. Dans ce travail, on trouve une étude de trois cas, le premier cas est l'amortisseur dynamique des vibrations non amorti, ou amortisseur de Frahm, utilisé pour le contrôle passif des vibrations. Ce dernier, ajouté à la structure, peut changer la zone critique d'exploitation. Une présentation des équations théoriques du système avec un amortisseur dynamique, et une acquisition de signaux recueillis sur un dispositif expérimental ont été faites, afin d'étudier l'influence de la masse de l'amortisseur sur les amplitudes de vibrations du système primaire (le système à protéger). Le deuxième cas fait partie des amortisseurs externes viscoélastiques, utilisant les matériaux composites en élastomères magnéto-rhéologiques. Ces matériaux permettent le contrôle actif des vibrations des structures mécaniques sous l'effet d'un champ magnétique. Une étude expérimentale des vibrations d'une poutre sandwich remplie d'un élastomère, chargé de particules ferromagnétiques, est réalisée, ainsi qu'une étude numérique à l'aide du code Abaqus. L'amortissement des vibrations dépend du taux de chargement des particules ferromagnétiques dans l'élastomère et de l'intensité du champ magnétique. Les résultats numériques et expérimentaux sont confrontés et discutés. Le troisième cas, porte sur l'étude du comportement dynamique d'un rotor ; afin de voir l'influence de l'effet gyroscopique et l'amortissement des paliers sur la dynamique du rotor. Une simulation a été faite sur le code de calcul Ansys, et des résultats sont présentés et discutés