Dissipation de l’énergie mécanique dans les assemblages : effet du frottement en sollicitation dynamique

Dissipation of the mechanical energy in joints : effect of friction under dynamic loading

• Auteur / Autrice : Nicolas Peyret
• Direction : Pierre Argoul
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Structures et Matériaux
• Date : Soutenance le 18/10/2012
• Etablissement(s) : Paris Est
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2010-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Navier (Paris-Est) - Navier - Navier
• Jury : Président / Présidente : Régis Dufour
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre Argoul, Jean-Luc Dion, Gaël Chevallier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Luigi Garibaldi, Emmanuel Foltête

Mots clés

Mots clés contrôlés

Amortissement (mécanique)

Énergie mécanique

Vibrations

Constructions -- Dynamique

Mots clés libres

Structure assemblée

Dynamique des structures

Frottement

Micro-glissement

Amortissement non-linéaire

Structural assembly

Dynamics of structures

Friction

Micro-slip

Non-linear damping

Résumé

Cette thèse porte sur l'étude de l'amortissement des structures assemblées, et plus précisément de la contribution des assemblages sous sollicitations vibratoires. Le mémoire est composé de cinq chapitres traitant la problématique tant du point de vue analytique qu'expérimental. Un banc d'étude académique est proposé afin d'étudier des assemblages sous sollicitation normale constante (statique) et sous sollicitations tangentielles liées aux vibrations de la structure (dynamique). Le facteur de perte caractérisant l'amortissement de la structure est obtenu, dans un premier temps par une étude locale quasi-statique. Puis une fonction de dissipation est définie, permettant d'affiner la modélisation de l'amortissement par une étude dynamique globale. Au regard des résultats obtenus par la modélisation, une analyse expérimentale est menée. Cela afin d'isoler la contribution, à l'amortissement de la structure, des glissements partiels dans les assemblages. Pour cela, deux structures géométriquement identiques, l'une monolithique et l'autre assemblée sont étudiées. Les effets des interfaces sont analysés puis comparés aux résultats analytiques. Afin de simuler plus précisément ces effets, une modélisation prenant en compte les défauts de forme des surfaces en contact est menée

This thesis presents a study of damping in assembled structures, or, more precisely, a study of the vibrations of assemblies under external excitations. The paper contains five chapters examining this problem from both analytical and experimental viewpoints. An academic investigation is presented as a foundation in order to study assemblies both under constant normal stresses (static), and under tangential stresses linked to the structural vibrations (dynamic). The loss factor that characterizes the damping of the structure is obtained through a quasi-static local study. Then, a dissipation function is given, which allows the refinement of the damping model through a global dynamic study. An experimental analysis is undertaken to examine the results obtained by the modeling. The objective of this analysis is to isolate the effects, at the structural damping, of partial sliding in the assemblies. To isolate these effects, two structures identical in shape and material, one assembled and one uniform, are studied. The data collected from the interfaces are analyzed, and then compared to the analytical results. In order to simulate these effects with greater precision, a modeling is undertaken that takes into account the defects of form for the surfaces in contact