Réponses de structures sur suspensions non-linéaires soumises a des excitations définies par une densité spectrale de puissance : application aux supports d'équipements

par Ylies Rémouga

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Régis Dufour.

Soutenue en 1998

à Lyon, INSA , dans le cadre de Ecole Doctorale Mecanique, Energetique, Genie Civil, Acoustique (MEGA) (Villeurbanne) , en partenariat avec LMSt - Laboratoire de Mécanique des Structures, UMR 5514 (Lyon, INSA) (laboratoire) .

Le jury était composé de Régis Dufour, Michel Gueury, Pascal Swider, Kostandin Gjika, Guy Ferraris.

Les rapporteurs étaient Michel Gueury, Pascal Swider.

mots clés

• Systèmes mécaniques articulés
• Vibrations aléatoires
• Expériences

Résumé

L'étude se situe dans le cadre de la prévision du comportement dynamique non linéaire de structures sous sollicitations aléatoires. Il s'agit de calculer la réponse d'un système mécanique comportant des non-linéarités localisées et soumis à des excitations définies par une densité spectrale de puissance. Ce travail s'intéresse plus particulièrement au cas de structures linéaires montées sur plots de suspension à comportement non-linéaire essentiellement en déflexion. Pour une température donnée, les types de plots utilisés sont modélisés par des raideurs instantanée et tangente obtenues expérimentalement à partir des boucles effort-déflexion quasistatiques Comme les raideurs sont non-linéaires en déflexion, il est nécessaire de construire des accélérogrammes compatibles avec les DSP le plus souvent prescrites par les normes sur l'isolation vibratoire des équipements embarqués. La modélisation de la structure linéaire utilise la méthode des éléments finis associée à celle de condensation dynamique aux points d'ancrage des plots. La procédure décrite est validée par 1' expérimentation qui porte sur une structure montée sur quatre plots à faible puis fort amortissement, et par un modèle analytique. En fin cette procédure est appliquée sur un équipement réel embarqué.

Titre traduit

= Responses of structures on non-linear mounts subjected to excitations defined by a powér spectral density application to equipment mounts

Résumé

The purpose of the thesis deals with the non-linear dynamic behaviour prediction of structures under random excitations. The aim is to calculate the response mechanical system with localized non-linearities, subjected to excitations defined by a power spectral density. This work is about linear structures on suspension mounts which are non-linear especially in deflection. For a given temperature, each mount of the passive suspension is modeled with instantaneous and tangent stiffness’s resulting from experimental quasi-static force-deflection loops. Accelerograms imposed are compatible with PSD from standard on vibration isolation of on-board equipment. The model of linear structure use the finite element method connected to a dynamic condensation procedure. This technique is validated by experiments carried out on ctructure having mounts with low and high damping, and by analytical model. Finally, this procedure is applied on a real on-board equipment.