Contribution à la modélisation numérique des phénomènes couples magneto-élastiques : Application à l'étude des vibrations d'origine magnétique dans les MRV
par Mondher Besbes
Thèse de doctorat en Sciences appliquées
Sous la direction de Adel Razek.
Soutenue en 1995
à Paris 6 , en partenariat avec Ecole normale supérieure. LESIR (Cachan, Val-de-Marne) (autre partenaire) .
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Résumé
Les travaux présentés dans ce mémoire traitent de la modélisation numérique dans l'hypothèse bidimensionnelle des phénomènes couples magneto-elastiques dans les dispositifs electromagnetiques. L'objectif est particulièrement cible a l'étude théorique et expérimentale des vibrations d'origine magnétique dans les machines a reluctance variable a double saillance. Dans le but de quantifier la réponse vibratoire d'une telle machine, nous avons introduit dans un code de calcul du champ magnétique, base sur la méthode des éléments finis, un module qui permet la détermination de la répartition des forces magnétiques locales pour calculer les déformations mécaniques résultantes. Le choix de la méthode de calcul de force magnétique, qui se base sur l'application locale du principe des travaux virtuels, a été justifie par la précision de cette méthode, sa generalite (milieux satures) et sa souplesse de mise en ouvre. L'analyse spectrale des forces magnétiques nous a permis de prédire quelles sont les modes de vibrations qui vont être excites. Le calcul du spectre des vibrations a été réalise en cherchant la solution de l'équation d'équilibre relative a chaque harmonique de force. Une analyse modale a été aussi effectuée pour déterminer les fréquences de résonance et les modes de vibrations associées. Parallèlement a cette approche numérique, nous avons analyse expérimentalement, en se basant sur des mesures accelerometriques, le comportement vibratoire de la machine. Grâce a cette analyse, nous avons pu valider le code de calcul des vibrations ainsi développe. L'ensemble de ces travaux a montre que la source principale du bruit acoustique, ou des vibrations qui le produisent, dans la machine d'étude réside sur l'action des forces magnétiques radiales d'attraction des dents statoriques et rotoriques en particulier lorsque celles-ci sont en conjonction. A la fin de ce mémoire, nous avons mis au point un modèle de couplage fort qui permet la résolution simultanée des problèmes couples magneto-elastiques. Ce type de modèle trouve son importance dans le cas ou les propriétés magnétiques et élastiques sont en forte interaction. Nous avons spécialement évoque dans cette partie le calcul des déformations des matériaux fortement magnétostrictifs et la résolution des problèmes de grandes déformations élastiques
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Titre traduit
Numerical modelling of coupled magneto-elastic phenomena : Application to the study of magnetic origin vibrations in vrm
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