Dynamique des systèmes de solides rigides avec impacts et frottement

Multibody dynamics with impacts and friction

• Auteur / Autrice : Alexandre Charles
• Direction : Patrick Ballard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des Solides
• Date : Soutenance le 27/09/2013
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences pour l'Ingénieur : Mécanique, Physique, Micro et Nanoélectronique (Marseille ; 2000-....)
• Jury : Président / Présidente : Aziz Hamdouni
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Manuel Duque Pereira Monteiro Marques
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Géry de Saxcé, Alain Cimetiere

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mécanique analytique

Frottement

Mécanique du contact

Mots clés libres

Mécanique analytique

Mécanique non-régulière

Solide rigide

Robotique

Milieux granulaires

Impact

Frottement

Puissances virtuelles

Paradoxe de Painlevé

Analytical mechanics

Non-smooth mechanics, multibody system

Robotics

Granular media

Formulation

Impact

Friction

Virtual powers

Painlevé paradox

Résumé

Avec en perspective l’application à la robotique ou à l’étude des milieux granulaires, nous discutons la formulation des problèmes de contacts avec frottement en dynamique et pour les systèmes constitués de solides rigides. L’approche usuelle est event driven et ne permet pas d’écrire de manière systématique un problème d’évolution. Ceci a motivé l’émergence d’une nouvelle approche dans le cas sans frottement que nous généralisons au cas avec frottement. Suivant le point de vue de Lagrange sur l’équation de la dynamique, nous mettons en exergue l’usage systématique des puissances virtuelles et de la dualité. Ce parti-pris suggère de mettre l’accent sur l’effort généralisé de réaction dans la formulation et non sur les forces de réactions locales dans le monde réel, comme il est usuel. Ce point de vue permet d’échapper à des pathologies connues sous le nom de paradoxe de Painlevé.

In the view of robotics or granular media mechanics, we question the statement of the dynamical evolution problem for multibody systems with contacts and friction. The usual approach is event driven and does not allow to state an evolution problem in a systematic way. This matter of fact gave rise to a new approach in the frictionless case we generalize to the case with friction. Sticking to the point of view of Lagrange on the equation of the dynamics, we emphasize the systematic use of virtual powers and duality. This bias suggests to put emphasis on generalized reaction forces in the statement of the evolution problem and not on local reaction forces of the real world, as it is usual in practice. This point of view allows to escape from pathologies known as Painlevé paradox.