Comportement mecanique pseudo 3-d des moteurs piezo-electriques a onde progressive : vers une methodologie de conception globale. aspects technologiques de la realisation d'un prototype millimetrique

par PIERRE CUSIN

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Patrice Minotti.

Soutenue en 1998

à Besançon .

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  • Résumé

    Parmi les differents types de moteurs vibrants, c'est au moteur piezo-electrique a onde progressive annulaire qu'il est le plus souvent fait appel dans les applications industrielles. Ceci suscite l'interet pour la presente etude qui concerne l'elaboration d'une methodologie de conception globale de tels moteurs. Le principe de fonctionnement du moteur piezo-electrique a onde progressive annulaire est analyse au travers d'etudes successivement cinematique et tribologiques. Fondee sur ces deux aspects, la modelisation analytique permettant le calcul des caracteristiques mecaniques d'un moteur piezo-electrique a onde progressive est detaillee. Une mesure confrontant la theorie a l'experience met en lumiere les limites de validite de l'hypothese bidimensionnelle qui, dans la precedente approche, caracterise la configuration du contact. Divers types de modelisations numeriques sont developpes de facon a identifier le comportement radial des structures sous haut niveau de chargement. L'influence de ce comportement sur la configuration du contact est demontree, et une largeur de contact equivalente est determinee au travers d'un retour sur les modeles analytiques. Une methodologie de conception globale d'un moteur piezo-electrique a onde progressive est proposee, abordant tour a tour divers aspects de la conception du stator puis du rotor : - optimisation de l'amplitude vibratoire du stator par une etude visant la recherche d'une proportion relative optimale de materiau actif et materiau resonant. - optimisation de la conversion vibrations-deplacements a l'interface basee sur les precedents modeles analytiques, pour laquelle un critere d'usure est envisage, - optimisation des conditions d'interface par le biais d'une methode d'accommodation des deformations des composants statorique et rotorique, dans la direction radiale. Dans le cadre d'une application a caractere microtechnique, le developpement d'un prototype de moteur piezo-electrique a onde progressive de 5 mm de diametre est envisage. Sa realisation par des methodes traditionnelles permet la mise en evidence des potentialites de ce type de moteur, mais egalement de certaines limites associees au mode de fonctionnement. Parallelement, un banc de caracterisation adapte au prototype millimetrique est mis au point.


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Informations

  • Détails : 156 P.
  • Annexes : 96 REF.

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  • Bibliothèque : Bibliothèque universitaire Sciences - Sport (Besançon).
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