Modélisation numérique des liaisons élastiques en caoutchouc de la liaison au sol automobile destinée à la simulation multi-corps transitoire

Numerical modeling of vehicle chassis rubber bushings for a multibody simulation

• Auteur / Autrice : Béatrice Bourgeteau
• Direction : Denis Aubry
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance le 06/11/2009
• Etablissement(s) : Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Châtenay-Malabry, Hauts de Seine)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de mécanique des sols, structures et matériaux (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1998-2021)
• Jury : Président / Présidente : Etienne Balmès
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Denis Aubry, Didier Rémond, Franck Moirot, Louis Jézéquel, Guillaume Puel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Simulation, Méthodes de

Modèles mathématiques

Mots clés libres

Liaison au sol

Articulation élastique en caoutchouc

Simulation multicorps transitoire

Modèle STVS

Transient multi-body simulation

Rubber bushings

Résumé

Les articulations en caoutchouc naturel sont des éléments indispensables et nombreux dans une liaison au sol automobile afin d'assurer le filtrage des vibrations. Leur comportement non-linéaire, notamment visco-élastique et hystérétique engendrent cependant des phénomènes parfois indésirables ou imprévus qui peuvent impacter la dynamique du véhicule. Ce travail a permis de modéliser l'ensemble des comportements d'une articulation en caoutchouc grâce à un nouveau modèle, le modèle STVS ( Standard Triboelastic Visco Solid) inspiré des travaux sur le génie parasismique et notamment du modèle STS (Standard Triboelastic Solid) de V. Coveney. L'identification d'un tel modèle non-linéaire a été envisagée de différentes façons : empirique, d'après des données fréquentielles. Les bases d'une identification d'après des données temporelles sont également posées. L'introduction d'un modèle d'articulation identifié sur des mesures dans une simulation transitoire multi-corps de liaison au sol d'un véhicule permet de mettre en évidence des phénomènes qui jusqu'à présent n'étaient pas représentés par une simple élasticité, comme des effets de relaxation des articulations lors d'un échelon d'angle au volant, ou l'impact des différentes amplitudes de sollicitations.

Rubber bushings are necessary elements to filtrate undesirable vibrations in vehicle chassis. They are numerous and their non linear behaviour like viscoelasticity or hysteresis generate phenomenon which can influence the vehicle dynamics. This study describes a new model for rubber bushings, representative for all their temporal mechanical behaviours. This model Is called STVS ( Standard Triboelastic Visco Solid). The identification of such a non-linear temporal model has been studied through different viewpoints : empirical identification, identification based on frequency data and the grounds for a temporal dat based identification have been described. The introduction of such an identified rubber bushing model in a multi-body simulation of a vehicle chassis, unables us to point out phenomenon which could not be evidenced through a simple elasticity modelling : for instance, relaxation in bushings during a wheele angle sollicitation or the impact of different sollicitation amplitudes on the response of the bushing.