dynamique non-lineaire des systemes multi-rotors. etudes ...

Résumé
Le développement des machines suit une logique liée aux performances, ce qui entraîne des
niveaux de sollicitations toujours plus proches des limites matériaux. Cette tendance a pour
effet de favoriser l’apparition de comportements vibratoires non-linéaires.
Cette thèse a donc pour objectif d’étudier la dynamique non-linéaire des structures et tout
particulièrement celle correspondant à des moteurs d’avion multi-rotor. Deux axes ont été
développés en parallèle, le premier qui correspond aux aspects théoriques et le deuxième de
nature expérimentale.
En ce qui concerne les développements théoriques, nous nous sommes intéressés au cas des
non-linéarités fortes conjuguées avec une richesse multi-fréquentielle des excitations. Dans ce
cadre, nous avons étudié des modèles de roulements adaptés à la simulation en dynamique
d’ensemble qui inclut les caractéristiques propres du contact ainsi que la présence des jeux. A
l’aide de ces modèles, nous avons pu simuler les réponses vibratoires d’un système bi-rotor nonlinéaire,
notamment en contra-rotation. Afin de réaliser une étude pertinente de ce système
nous avons développé un code qui généralise l’estimation des réponses au cas quasi-périodique
et qui permet aussi de statuer sur la stabilité de ces régimes.
Aussi, nous avons mis au point un banc d’essai bi-rotor représentatif du comportement
dynamique d’un moteur réel. Après une phase de conception et de mise en œuvre du banc,
différents types de tests de caractérisation ont été réalisés. Nous avons tout d’abord analysé
les réponses vibratoires en co- et contra-rotation. Puis dans une deuxième phase, une configuration
surcritique de l’arbre Basse Pression a été testée. L’ensemble de ces essais a permis
de mettre en valeur les spécificités dynamiques des moteurs bi-rotor tant du point vue des
régimes vibratoires (régimes périodiques, quasi-périodique, modes directs et rétrogrades) que
des effets non-linéaires (distorsion des pics, présence de surharmoniques d’ordre deux).
Mots Clés :
machines tournantes – dynamique des structures – dynamique non-linéaire – multi-rotors
– roulements – études expérimentales
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