Mesure et prédiction vibroacoustique des structures viscoélastiques : Application à une enceinte acoustique

par Kergourlay Gérald

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Etienne Balmès.

Soutenue en 2003

à Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris , en partenariat avec Laboratoire de mécanique des sols, structures et matériaux (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1998-2021) (laboratoire) .

mots clés

• Analyse modale expérimentale
• Viscoélasticité
• Vibrations
• Éléments finis, Méthode des
• Enceintes acoustiques

Résumé

L'amortissement est un moyen habituel de maîtrise vibratoire des structures (vibroacoustique, fatigue vibratoire). Un amortissement passif efficace peut être obtenu par l'ajout de traitements viscoélastiques au sein de la structure. Les propriétés mécaniques de tels matériaux dépendent non seulement de la fréquence, mais également de facteurs d'environnement telles que la précontrainte et la température. Leurs représentations, la modélisation éléments finis et les méthodes de résolution numérique habituellement appliquées aux structures amorties sont précisées, ainsi que de nouvelles techniques de réduction telles que la méthode d'itérations sur les résidus. Un banc d'essai dynamique a été dimensionné et réalisé pour mesurer directement le module complexe de films viscoélastiques de plaques sandwich standard à des températures de 0-50ʿC et sur la bande de fréquence 0-2000 Hz et, ce qui est nouveau, pour des taux de précontrainte statique de 0-300%. Les mesures montrent que l'hypothèse de superposition fréquence-température peut être étendue à la précontrainte. Le second objectif de ce travail est d'étudier et d'améliorer le comportement vibroacoustique d'une enceinte acoustique. Une modélisation éléments finis-éléments de frontière à basse fréquence (0-2000 Hz) est réalisée et validée par des mesures. Un traitement amortissant original est proposé et ses propriétés optimisées.

Titre traduit

Measuring and predicting the vibroacoustic behavoir of viscoelastic damped structures : Application to an audio speaker

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