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Thèse

Réponses vibratoires non-linéaires à des excitations aléatoires multipoints dans un contexte industriel : essais et simulations

Résumé : Vibratoires non-linéaires de structures mécaniques soumises à des excitations aléatoires multipoints. Les études expérimentales menées au CEA/CESTA montrent que la réponse de certaines structures assemblées à des sollicitations vibratoires aléatoires multipoints est fortement dépendante d'une part du niveau de l'excitation et d'autre part de la corrélation de l'excitation aléatoire multipoints. Ces résultats expérimentaux ne peuvent pas être reproduits par une approche simulation vibratoire linéaire classique. L'objectif de ces travaux est de proposer et de mettre en place une méthode numérique pour étudier ces réponses vibratoires non-linéaires en fonction de l'excitation considérée. Le critère de satisfaction de cet objectif passe par une comparaison essais-calculs réalisée suite aux études numériques et expérimentales de maquettes d'essais bien définies. Ces maquettes sont construites afin d'être représentatives des objets industriels étudiés au CEA/CESTA. Du point de vue expérimental, la réalisation d'essais se veut physiquement motivée et l'excitation expérimentale se rapproche au plus près des sources d'excitations aléatoires et multipoints sollicitant les objets industriels du CEA/CESTA. Du point de vue numérique, des techniques avancées sont développées afin de prédire les comportements vibratoires non-linéaires sous excitations diverses dans le but d'une application dans le contexte industriel au CEA/CESTA. Le premier objet d'étude est une poutre métallique bi-encastrée, dont la non-linéarité est d'origine géométrique. La signature vibratoire non-linéaire de ce démonstrateur académique est étendue au cas des excitations aléatoires multipoints. La méthode de Balance Harmonique est adaptée à cette nouvelle source de vibrations non-linéaires et les résultats numériques sont comparés aux mesures obtenues lors d'essais réalisés avec un nouveau dispositif expérimental mis en place durant ces travaux de thèse. La maquette d'étude au cœur de ces travaux de thèse est une maquette industrielle conçue pour être représentative des objets étudiés au CEA/CESTA. Il s'agit de la maquette « Hypervelocity Balistic 2 » (HB2). Cet assemblage présente des lames métalliques agissant comme des liaisons frottantes. Les essais réalisés en chambre acoustique permettent d'identifier le comportement dynamique linéaire et non-linéaire de cette structure et ainsi d'étudier l'évolution de la réponse vibratoire en fonction du niveau de l'excitation acoustique, assimilée à une excitation aléatoire multipoints. Un modèle numérique de la maquette HB2 est ensuite réalisé, réduit par une méthode de sous-structuration puis des relations non-linéaires de frottement sont introduites au niveau des liaisons frottantes. L'originalité de ces travaux de thèse provient également de la modélisation d'une excitation aléatoire multipoints sur un nombre réduit de vecteurs d'effort. Cette modélisation est ainsi idéalement adaptée au cas des modèles industriels de grande envergure réduits à un nombre restreint de degrés de liberté. La réponse vibratoire non-linéaire de ce modèle est enfin obtenue numériquement grâce à la méthode de Balance Harmonique adaptée aux excitations aléatoires multipoints. Des comparaisons essais-calculs sont présentées afin de valider la stratégie de modélisation et simulation numérique proposée.
Type de document :
Thèse
Liste complète des métadonnées

https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03675700
Contributeur : ABES STAR :  Contact
Soumis le : lundi 23 mai 2022 - 12:22:47
Dernière modification le : mardi 14 juin 2022 - 11:32:02

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TH_T2815_stalik.pdf
Version validée par le jury (STAR)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03675700, version 1

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Sébastien Talik. Réponses vibratoires non-linéaires à des excitations aléatoires multipoints dans un contexte industriel : essais et simulations. Autre. Université de Lyon, 2022. Français. ⟨NNT : 2022LYSEC007⟩. ⟨tel-03675700⟩

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