Contrôle vibratoire des structures assemblées

par Hamza Bouaziz

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Gaël Chevallier et de Mohamed Slim Abbes.

Le président du jury était Manuel Collet.

Le jury était composé de Gaël Chevallier, Lassâad Walha, Nicolas Peyret, Mohamed Haddar.

Les rapporteurs étaient Claude Blanzé, Mnaouar Chouchane.


  • Résumé

    Les structures aérospatiales sont de plus en plus légères, ce qui les rend sensibles aux vibrations. Pour ces structures le frottement pourrait fournir plus d’amortissement que les polymères d’une part à cause des températures extrêmes de fonctionnement (<-20°C et >100°C) et d’autre part parce qu’il est plus efficace que les absorbeurs actifs ou passifs à masse ajoutée qui ne sont pas adaptés aux problèmes sur larges bandes de fréquence, qui comprennent plusieurs fréquences propres. Pour que l’amortissement induit par frottement soit efficace, il faut asservir la charge normale aux amplitudes vibratoires. Le premier objectif de la thèse est de définir un coefficient indicateur de la capacité du changement des forces normales de serrage de vis à contrôler les niveaux vibratoires. Ce coefficient sera un outil de dimensionnement des structures réelles à contrôler. Le deuxième objectif est de concevoir des lois de contrôle semi-actif de la force de serrage pour des régimes libre et forcé d’un problème modal à deux degrés de liberté. L’objectif final est de concevoir un dispositif pouvant s’intégrer à une structure assemblée pour contrôler la charge normale dans les liaisons et de tester expérimentalement l’efficacité des lois de contrôle conçues pour une structure académique ou industrielle. Le contrôle des forces de serrage s’effectue avec l’utilisation des patchs piézoélectriques.

  • Titre traduit

    Vibration control of assembled structures


  • Résumé

    Because of their lightness the aerospace structures are vulnerable to vibrations whose the amplitudes need to be mitigated through the active and the semi active methods. For extreme temperatures (<20oC and > 100oC), Coulomb friction might provide more structural damping than polymers. Nevertheless, there is a consensus to say that these friction-damping values are often lower than 5%. Moreover friction damping is amplitudedependent. Therefore, engineers have to tune the normal load in order to get the maximum damping for the average vibration level. The first objective of the thesis is to define a coefficient indicator of the ability of the tightening force to control the vibration levels. This coefficient is a design tool of real structures witch need controlling. The second objective is to design semi-active control laws of the clamping force for free and forced modal problem of two degrees of freedom. The ultimate goal is to design a device that can be integrated to an assembly structure for controlling the normal load in the joints and then experimentally test the effectiveness of the laws control for an academic or an industrial structure. The tightening control forces is effected with the use of piezoelectric patches.



Le texte intégral de cette thèse sera accessible librement à partir du 19-10-2018


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