Modélisation des mécaniques engrenantes type Boite de Transmission Principale d'hélicoptères pour caractérisation de défauts

par Raphaël Mignot-Pasty

Projet de thèse en Mécanique-matériaux

Sous la direction de Lionel Roucoules et de François Malburet.

Thèses en préparation à Paris, ENSAM , dans le cadre de École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris) , en partenariat avec LISPEN Laboratoire d'Ingenierie des Systèmes Physiques et Numériques (laboratoire) depuis le 01-05-2019 .


  • Résumé

    Les engrenages épicycloïdaux, ou engrenages planétaires, sont des systèmes mécaniques de transmission de puissance offrant des rapports de réduction importants pour un encombrement très limité. Entre autres, on retrouve ces systèmes au sein des boîtes de transmission de puissance dans l'industrie aéronautique, notamment dans la Boite de Transmission Principale (ou BTP) de certains hélicoptères. Soumis à des chargements cycliques, ces ensembles engrénants sont sujets à l'apparition de défauts et de sur-contraintes pouvant conduire à la casse de la boîte. La compréhension des phénomènes physiques en présence, en particulier du comportement dynamique des éléments au sein de la BTP, est indispensable dans le but de se prémunir contre la propagation de défauts menant à la dégradation du système. Cette thèse s'inscrit dans cette optique : son objectif est de mettre en place un outil de détection de défauts par la mesure de vibrations au sein d'une boite de transmission par engrenages épicycloïdaux associée à la transmission de puissance pour l'aéronautique. La problématique scientifique de cette thèse correspond tout d'abord à la réflexion sur les modèles à associer (EF, analytique, semi-empirique, hybride), voire à développer, pour prédire de façon suffisamment fiable l'apparition et l'évolution de défauts (criques, fissures, usure…) au sein d'un tel système ; le point fort de ce travail sera de pouvoir analyser l'impact de l'architecture du système de transmission et le comportement dynamique et statique des sous-systèmes, des engrenages, des roulements et de la structure.

  • Titre traduit

    Modelling of helicopter main gearbox mechanical assemblies for defects identification


  • Résumé

    Planetary gear assemblies are mechanical systems that offer important reduction ratios with very compact designs. They are often used in the aeronautic industry as power transmission assemblies namely in some helicopter's MGB (Main Gearbox). Their periodic meshing solicitations make them highly exposed to defects and overstresses which can lead to the gearbox failure. It is necessary to understand the physical phenomena in presence in order to predict and then to prevent the defects spreading and the system decay. This thesis purpose is to develop a tool that could predict the defects appearance in helicopters power transmission assemblies, more especially in planetary gearboxes. The research problem raised by this subject consists in understanding the physic in presence and the theory used in already existing gear models (FEM, Analytical, semi-empirical, hybrid); then finding a way to combine and/or complete them in order to fully describe the dynamic behaviors of helicopters gearboxes; understanding the impact of several pre-identified defects (cracks, geometrical or assembly defects). The strength of this work will be to be able to analyze the impact of the architecture of the transmission system and the dynamic and static behavior of subsystems, gears, bearings and structure.