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Thèse soutenue

Dynamique des structures en présence de frottement sec : application aux aubes de turboréacteurs

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Auteur / Autrice : Alain Toufine
Direction : Jean-Jacques Barrau
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie mécanique
Date : Soutenance en 1997
Etablissement(s) : École nationale supérieure de l'aéronautique et de l'espace (Toulouse ; 1972-2007)

Résumé

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Ce travail porte sur l'étude dynamique, expérimentale et numérique, de structures en présence de frottement sec avec applications aux aubes de turboréacteurs. Afin d'observer et de comprendre l'influence du frottement sec sur le comportement d'une aube de turbine HP2, des essais ont été réalisés sur une maquette. En particulier, le couplage flexion-torsion avec des efforts de contact linéiques, a été analysé. Les résultats de mesures font apparaître un comportement dynamique caractéristique des structures en présence de frottement sec. Un modèle numérique, basé sur la méthode d'intégration de Newmark, a été développé dans le but de retrouver ce comportement, et de pré-dimensionner les masselottes centrifuges agissant sur les aubes. La structure est discrétisée par éléments finis et le modèle est réduit par la technique de sous-structuration de Craig et Bampton. La modélisation du frottement sec est effectuée par une interface linéique, composée d'un nombre fini de raideurs et d'amortisseurs, placés en parallèle et tangents au contact. Chaque couple raideur-amortisseur est défini par équivalence énergétique entre le modèle continu et le modèle discret. Plusieurs discrétisations et plusieurs répartitions des couples raideur-amortisseur sur la ligne de contact, ont été étudiées. Les essais ont validé le code de calcul à usage industriel, et ont permis de développer un algorithme de balayage fréquentiel amélioré.