Study of nonlinear targeted energy transfer by vibro-impact

par Tao Li

Thèse de doctorat en Génie Mécanique, Mécanique des Matériaux

Sous la direction de Alain Berlioz et de Sébastien Séguy.

Soutenue le 23-11-2016

à Toulouse, INSA , dans le cadre de Mécanique, Energétique, Génie Civil, Procédés , en partenariat avec Institut Clément Ader (laboratoire) et de Institut Clément Ader (laboratoire) .

Le président du jury était Claude-Henri Lamarque.

Le jury était composé de Manuel Paredes.

Les rapporteurs étaient Gael Chevallier, Pierre-Olivier Mattei.


  • Résumé

    L'objectif de cette thèse est d'étudier le contrôle passif des vibrations avec un absorbeur non linéaire de type Nonlinear Energy Sink (NES) à Vibro-Impact (VI). Plusieurs aspects ont été étudiés : l’influence des paramètres sur les régimes vibratoires observés, l’optimisation du design sous différentes excitations, l'application sur des systèmes vibratoires non linéaires et enfin l'étude de deux NES-VI en parallèle.Tout d'abord, l’influence des paramètres de design sur les régimes vibratoires et les bifurcations est étudiée de façon analytique, numérique et expérimentale. Ainsi différentes bifurcations et des réponses fortement modulées de type chaotique sont présentées.Ensuite, l’efficacité des régimes vibratoires est comparée, le mécanisme ainsi décrit constitue la base de l’optimisation du design de l’absorbeur face à différents types d’excitation.Le mécanisme d’activation du NES-VI est étudié analytiquement puis validé expérimentalement. Un critère d’optimisation du design est proposé, puis appliqué sur différents systèmes au comportement vibratoire non linéaire.Finalement, dans le but d’améliorer l’efficacité et la robustesse, le montage de deux NES-VI en parallèle est étudié expérimentalement. Le principe d’activation séparé est alors observé.

  • Titre traduit

    Etude du pompage d'énergie non-linéaire par vibro impact


  • Résumé

    The objective of this thesis is to study the passive control of vibration by a Vibro-Impact (VI) Nonlinear Energy Sink (NES). Several aspects have been developed: the influence of parameters on response regimes, the optimization design mechanism under different excitations, the application to vibration control of nonlinear systems and the study of two VI NES in parallel.Firstly, the influence of parameters on response regimes and bifurcation is analytically, numerically and experimentally studied, respectively. Different bifurcation routes and chaotic strongly modulated response are presented.Then, the efficiency of typical response regimes is compared, and its mechanism lays the foundation for the optimization design of different parameters under different types of excitation.Thirdly, the activation characteristic of VI NES is analytically studied and experimentally validated. An optimization design criterion is proposed for the vibration control of nonlinear system.Finally, the vibration control by two VI NES in parallel is experimentally studied with the purpose of efficiency and robustness improvement. The principle of separate activation of VI NES is observed


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