Optimisation de structures élastique/piézoélectrique complexes

En se fondant sur la maximisation du facteur de couplage électromécanique modal pour plusieurs configurations du système, nous avons calculé les positions, surfaces et épaisseurs optimales de patchs piézoélectriques pour réduire les vibrations de structures. Nous avons traité le cas de structures simples de type poutre stratifiée, ou celui des structures industrielles à géométrie complexe comme des aubes de soufflante de moteur d'avion, en collaboration avec Snecma. Dans ce cas, aucune hypothèse n'a été formulée sur la géométrie de la structure élastique. On a montré que des réductions de vibration significatives pouvaient être obtenu à condition d'optimiser correctement la position des patchs piézoélectriques et surtout leur épaisseur. Notamment, on a montré que le positionnement d'un patch piézoélectrique à partir d'un calcul modal purement élastique, qui consiste à négliger l'effet mécanique du patch sur la structure (raideur et masse ajoutée), conduisait à de mauvaises prévisions, au détriment des performances du dispositif.

(a) Calcul élément finis du placement et de l'épaisseur optimale d'un patch piézoélectrique pour réduire les vibrations d'une aube de soufflante de moteur Snecma. (b) Réalisation expérimentale. (c) Réponse en fréquence de l'aube et réduction des vibrations en régime forcé.

O. Thomas, J.-F. Deü Thèse A. Sénéchal Contrat Snecma