Modélisation dynamique globale des boîtes de vitesses automobile

par Adeline Bourdon

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Daniel Play.


  • Résumé

    L'objectif de ces travaux était de développer des "prototypes numériques" permettant de simuler, dans un environnement de CMAO, le comportement dynamique global des boîtes de vitesses automobile. Le principe de cette modélisation est basé sur la méthode des éléments finis. Les éléments de structure sont modélisés par des éléments "classiques". Le comportement non-linéaire des organes de transmission est "linéarisé" autour d'un point de fonctionnement statique déterminé en intégrant le comportement non-linéaire des paliers à roulement. Dans le cadre des études dynamiques des éléments "spécifiques" introduisant des matrices de rigidité représentatives du comportement des organes de transmission ont été développés. Les modèles proposés permettent de déterminer les modes propres de la boîte "complète" et également la réponse du mécanisme à une excitation. Des outils et critères numériques ont également été définis pour évaluer l'influence des différents constitutants technologiques sur le comportement global du système. Dans un premier temps lors des études dynamiques, les analyses se sont restreintes à la chaîne cinématique isolée, le carter étant considéré comme rigide. Le rôle prépondérant des roulements et l'influence de la modélisation retenue sur le comportement vibratoire de l'ensemble ont été mis en évidence. La nécessité de prendre en compte l'ensemble de l'environnement statique lors des étapes préliminaires de détermination du point de fonctionnement a également été vérifiée. Dans une seconde étape, la "déformabilité" dynamique des carters a été introduite par l'intermédiaire de matrices réduites. Le couplage entre les déformations dynamiques de la chaîne cinématique et celles du carter a été mis en évidence. A l'issu de ces travaux, validés en parallèle par des études expérimentales préliminaires, le comportement dynamique des boîtes de vitesses en développement peut être prévu, et les conséquences des choix technologiques estimées.

  • Titre traduit

    = Global numerical dynamic model of automobile gearboxes


  • Résumé

    The aim of this project, was to develop global numerical dynamic models of automobile gearboxes. These models can be used by the Design Office in CAD environment in the vicinity of reducing noise, and of defining dynamic transmission conditions. These analysis follows the principle of Finite Element Method. "Structural" elements are discretized using standard finite elements, and linkage element behaviors are linearized around static working point. This static point is defined by numerical procedures which take into account bearing non-linear behavior. Special numerical elements have been set up to modelize gears and bearings dynamic behavior. These global dynamic models make it possible to determine eigenmodes and dynamic responses of the whole gearbox. Numerical tools and criteria are defined to evaluate influence of technological components on the global dynamic behavior. First studies are realized on an automobile gearbox kinematic chain. They highlight the bearing influence on the global behavior, and how important it is to model them accurately. Importance of static environment is also shown. In a second step, housing dynamic "deformability" is taken into account and dynamic couplings between housing and kinematic chain deformations are evaluated. At the end of these works, which have been validated by experimental studies, global dynamic behavior of automobile gearboxes could be provided and technological choice consequences could be evaluated.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (221 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 167-173

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(2294)
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