Thèse soutenue

Modélisation de la dynamique des boîtes de vitesses automobiles soumises à des sollicitations acycliques : applications à la prédiction du bruit de grenaille et validation expérimentale
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Auteur / Autrice : Guillaume Chauvineau
Direction : Fabrice ThouverezJean-Pierre Lainé
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie mécanique
Date : Soutenance le 09/09/2014
Etablissement(s) : Ecully, Ecole centrale de Lyon
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Mecanique, Energetique, Genie Civil, Acoustique (MEGA) (Villeurbanne)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de tribologie et dynamique des systèmes (Écully, Rhône ; 1970-)
Entreprise : Groupe PSA
Jury : Président / Présidente : Éric Jacquelin
Examinateurs / Examinatrices : Fabrice Danes
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Luc Dion, Gaël Chevallier

Mots clés

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Résumé

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La boite de vitesses est un des principaux organes d’une automobile et son développement est complexe. De nombreuses contraintes doivent être prises en compte et notamment son comportement acoustique et vibratoire. Cet aspect de la conception est de nos jours assez mal maitrisé et les nuisances acoustiques des boites de vitesses, telle que le bruit de grenaille, sont bien souvent découvertes tardivement. L’objectif de ces travaux était le développement d’un modèle numérique de dynamique des engrenages applicable aux boites de vitesses et permettant de prédire les conditions d’apparition du bruit de grenaille. La modélisation proposée dans cette thèse repose sur une association originale de différentes modélisations et est applicable à la grande majorité des boites de vitesses. Les éléments flexibles tels que les arbres et les carters sont modélisés par la méthode des éléments-finis. Un modèle d’engrenage basé sur le modèle de contact de Kelvin-Voigt est développé. Ce dernier permet la prise en compte des pertes de contact et des chocs sur les flancs avants et arrières. Pour compléter la modélisation, des modèles de pertes mécaniques sont implémentés afin de prendre en compte l’influence des roulements, des paliers lisses, des synchroniseurs et du barbotage des pignons dans l’huile. Le modèle développé, couplé à un indicateur de bruit de grenaille, permet de réaliser des études de sensibilités afin d’identifier les paramètres influents sur le bruit de grenaille mais aussi de comparer les comportements vibratoires de différentes configurations. Pour finir, une campagne d’essais sur une boite de vitesse industrielle est réalisée et des résultats de simulations lui sont confrontés.