Uniformatisation des contraintes élastiques induites par des chargements ponctuels dans les plaques et les coques minces de révolution : application au lanceur Ariane 5

par Stéven Carval

Thèse de doctorat en Mécanique des structures

Sous la direction de François Axisa.


  • Résumé

    Ariane 5 se distingue d'Ariane 4 par l'utilisation de deux propulseurs à poudre délivrant 90% de la poussée lors du décollage. Ceux-ci induisent un chargement en deux points diamétralement opposés qui génère une ovalisation du lanceur. La contrainte axiale en pied de charge utile évolue alors selon une loi en cos(2O). L'objectif de ce travail est d'atténuer les non- uniformités de contrainte sur cette interface caractérisées par un scalaire nommé surflux (rapport entre la contrainte maximale sur une interface donnée et une valeur moyenne de référence). Des études analytiques montrent que sur les coques de révolution, le couplage avec la direction radiale génère des surflux importants même sur des structures élancées. L'approche modale permet d'interpréter ce phénomène en terme d'augmentation des longueurs d'influence des composantes modales du surflux et de dresser des abaques décrivant l'atténuation du surflux sur des plaques, des coques cylindriques et coniques. Il apparaît que la longueur d'influence du surflux en cos(2o) qui affecte Ariane 5 est beaucoup trop importante pour qu'il puisse s'atténuer sur le lanceur. Afin de développer un organe de découplage mécanique respectant les longueurs caractéristiques du lanceur, nous procédons alors par rupture d'impédance élastique : assouplissement de la structure par découpe de matière ou insertion d'un raidisseur. La première solution favorise la transmission des efforts par des modes d'ordre élevé à faible longueur d'influence. Cette méthode est efficace mais soulève des problèmes de mise au point (assouplissement trop important, surflux induit sous chargement uniforme). La seconde solution consiste à implanter une plaque dans le lanceur. L'optimisation de sa position et de sa raideur permet de contrecarrer la propagation du surflux par interférences modales. Cette technique, plus robuste, n'est limitée que par l'importance de la masse ajoutée introduite.

  • Titre traduit

    Uniformisation of the elastic stresses induced by local static loads in plates and shelles of revolution : application to the space launcher Ariane 5


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Informations

  • Détails : 1 vol. (163 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 25 réf.

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  • Cote : TH 61828
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