Comportement vibratoire des arbres tournants en matériaux composites

Abstract

Le travail de cette thèse est consacré à l’étude du comportement vibratoire des arbres tournants en matériaux composites embarqués, avec des disques rigides isotropes, sur paliers élastiques amortis modélisés comme ressorts et amortisseurs visqueux. Une version– p de la méthode des éléments finis est utilisée pour modéliser la structure. Un élément fini hiérarchique de type poutre avec six degrés de liberté par noeud est développé. L’assemblage est fait de la même manière que la version standard de la méthode des éléments finis pour plusieurs éléments. Une étude théorique est faite pour l'établissement de l'énergie cinétique et l'énergie de déformation du système (arbre, disque et paliers) nécessaires à la détermination des équations du mouvement. Dans cette étude la déformation transversale de cisaillement, l'inertie rotatoire, l’effet gyroscopique et l'effet de couplage dû à la stratification des couches de l’arbre en matériaux composites sont pris en considération. Un programme est élaboré pour le calcul des fréquences propres et des vitesses critiques du système. Les résultats obtenus comparés avec ceux disponibles dans la littérature montrent la rapidité de la convergence, l'exactitude et l'efficacité de la méthode utilisée. Plusieurs exemples sont traités, et une discussion est établie pour déterminer l’influence des différents paramètres étudiés et de conditions aux limites.