Prise en compte d'incertitudes dans les assemblages en dynamique vibratoire

Résumé

Dans de nombreux domaines d'application (génie civil, transport ...), la diminution du niveau vibratoire de structures en environnement dynamique est un enjeu majeur pour le concepteur. Parmi les solutions utilisées, citons l'ajout de matériau dissipatif (par exemple visco-élastique) sur la structure, l'utilisation de dispositifs piézo-électriques associés à un circuit électrique calibré ou l'utilisation de liaisons adaptées.

Le dimensionnement de ces dispositifs repose sur une modélisation cohérente de la structure ou de l'assemblage de structures. Ainsi, la prise en compte des incertitudes présentes au sein de ces systèmes permet de réduire les facteurs de sécurité et donc les coûts lors de la conception en assurant un encadrement au sens statistique des grandeurs manipulées. En particulier, la présence de liaisons entre pièces dans un assemblage est source d'incertitudes et peut avoir un impact important sur le comportement dynamique de l'assemblage.

Ce projet s'inscrit dans ce contexte en proposant une approche globale de l'assemblage en y intégrant la prise en compte d'incertitudes localisées au niveau des liaisons. Les travaux portent sur la modélisation des liaisons à l'aide d'un modèle simplifié et intégrant directement des incertitudes paramétriques. Pour cela, un modèle réduit stochastique (MR - Stochastic Model Reduction) a été proposé. Il permet l'estimation à coût extrêmement faible (réduction des temps de calcul sur des cas-test industriels : 98% par rapport à une approche classique basée sur la méthode de Monte-Carlo) des moments statistiques. La méthode numérique obtenue, qui est non intrusive et utilisable avec un logiciel de calcul commercial, a été mise en œuvre dans le cadre de la caractérisation robuste du comportement vibratoire de structures légères assemblées. Des campagnes expérimentales portant sur des liaisons élémentaires et des structures légères assemblées ont permis l'application concrète de la méthode proposée.

Modélisation numérique d'une liaison boulonnée (thèse de Yassine Karim)
Essai expérimental de caractérisation vibratoire de structures légères assemblées (thèse de Martin Ghienne)
Caractérisation stochastique de modes propres et comparaison avec la méthode SMR (thèse de Martin Ghienne)

Durée du projet : En cours, depuis 2010

Publications
Corps

M. Ghienne, C. Blanzé, L. Laurent. Stochastic model identification of a bolted joint for the robust characterisation of the vibrational behaviour of light assembled structures. Proceedings of the 6th European Conference on Computational Mechanic (Solids, Structures and Coupled Problems), ECCM 6 and the 7th European Conference on Computational Fluid Dynamics, ECFD 7, Glasgow, UK, June 11-15, 2018.

Corps

M. Ghienne, C. Blanzé, L. Laurent, Stochastic model reduction for robust dynamical characterization of structures with random parameters, Comptes Rendus Mécanique, 345 (12), 844-867, 2017. doi

Corps

M. Ghienne, Conception et caractérisation de liaisons boulonnées pour la réduction robuste de vibrations de structures. Thèse de doctorat, Paris, France, 6 décembre 2017.

Jury et résumé

Corps

Y. Karim, C. Blanzé, Vibration reduction of a structure by design and control of a bolted joint, Computers & Structures, 138, 73-85, 2014. doi

Corps

Y. Karim, Caractérisation robuste de liaisons amortissantes avec dispositifs piézo-électriques pour la réduction de vibrations de structures. Thèse de doctorat, Paris, France, 2 décembre 2013.

Jury et résumé

Thèse en ligne

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