Thèse présentée par Benjamin Morin

Modélisation de liaisons flexibles amortissantes en élastomère
pour la prédiction du comportement dynamique de systèmes complexes

Soutenue le 3 novembre 2016 devant le jury composé de :

Christophe DESCELIERS MSME, Université Paris-Est-Marne-la-Vallée (UPEM), Champs-sur-Marne Rapporteur
Jean-Luc DION LISMMA, Supméca, Saint-Ouen Rapporteur
David NÉRON LMT, ENS Cachan Examinateur
Bernard TROCLET Airbus DS, Les Mureaux Examinateur
Jean-François DEÜ LMSSC, Cnam Paris Directeur de thèse
Antoine LEGAY LMSSC, Cnam Paris Co-encadrant de thèse

Résumé :

Dans le cadre de l'amortissement passif de structure, les élastomères sont employés dans les industries du transport sous la forme de liaisons amortissantes. Ces matériaux ont un comportement dépendant de la fréquence, de la température et de l'amplitude d'excitation. Les modèles numériques associés peuvent être coûteux en temps de calcul, notamment en phase d'optimisation.

Le but de cette thèse est de proposer un modèle réduit efficace de ces liaisons amortissantes, qui prenne en compte la dissipation viscoélastique et les précharges non-linéaires dans les liaisons. La première partie de ce mémoire se concentre sur la représentation de la dissipation par le modèle réduit. Une loi de comportement viscoélastique, basée sur un modèle rhéologique identifié expérimentalement, est utilisée avec la méthode des éléments finis pour obtenir un modèle numérique des liaisons amortissantes. Un premier modèle réduit prédictif, prenant en compte la dissipation est dérivé en utilisant une extension originale des méthodes de sous-structuration.

La deuxième partie traite de l'influence des précharges statiques non-linéaires sur le comportement dynamique et la dissipation dans les liaisons. Pour cela, une loi de comportement hyper-visco-élastique linéarisée autour d'un état précontraint statique non-linéaire est développée. Les méthodes de sous-structuration introduites dans la première partie sont alors enrichies afin de tenir compte de la dissipation et les non-linéarités géométriques dans les liaisons. Finalement, ces modèles réduits à 2 nœuds permettent des gains en temps de calcul d'un facteur 50 à 100 et sont facilement utilisables par l'ingénieur en phase de conception.



Laboratoire de Mécanique des Structures et des Systèmes Couplés - LMSSC