Modélisation du comportement vibratoire d'un Groupe Moto-Propulseur de 0 à 10000 Hz

• Auteur / Autrice : Olivier Sauvage
• Direction : Denis Aubry
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Modélisation des structures
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris

Mots clés

Mots clés contrôlés

Viscoélasticité

Amortissement (mécanique)

Thèses et écrits académiques

Automobiles -- Conception et construction

Résumé

Parmi les premières sources de bruit et de vibrations d'un véhicule, le Groupe Moto-Propulseur (GMP) fait l'objet de calculs intensifs, visant à optimiser son architecture tout en réduisant le prototypage et les délais de conception. Actuellement, les méthodes modales usuelles se limitent au dimensionnement du GMP partiel, dans un domaine "basses fréquences" allant de 0 à 3 000 Hz. L'objet de ce travail est le calcul des vibrations du GMP complet de 0 à 10 000 Hz. Pour ce domaine peu étudié auparavant, les travaux sont d'abord orientés par une série d'explorations numériques et expérimentales. Des décompositions spectrales associées à une méthode d'éléments finis conventionnels apportent encore un grand potentiel de réduction de systèmes très grands, représentant des géométrie très complexes. Le GMP a cependant un amortissement doublement non-standard, par son hétérogénéité mécanique et sa viscoélasticité globale. Plusieurs méthodes originales adaptées au problème du GMP ont été développées ici et validées par de nombreux exemples de calculs et des résultats expérimentaux. Un algorithme d'itérations sur résidu associé à une approche multi-modale a été développé pour permettre le calcul efficace des structures viscoélastiques rencontrées sur le GMP. Une analyse expérimentale étendue a également été menée jusqu'à 10 000 Hz sur l'exemple type d'un capotage plastique. Les simulations effectuées sont en bon accord avec ces essais et montrent un bon degré de prédictivité. L'étude des liaisons entre composants GMP est centrée sur les vis. Des résultats expérimentaux ainsi que des modélisations simplifiées et élaborées (contact et frottement) sont présentés. Des résolutions de type temps / fréquence sont suggérées pour le second cas, non-linéaire. Pour des liaisons standard, le calcul du GMP complet avec amortissement non-standard est réalisé efficacement par sous-structuration. La méthode proposée ici hybride l'algorithme itératif développé et les propriétés des viscoélastiques homogènes, tout en permettant la réduction du problème d'interface.