Effet des dissymétries et effet sismique en dynamique des rotors

= Asymmetry and seismic effects in rotordynamics

• Auteur / Autrice : Aline Beley-Sayettat
• Direction : Michel Lalanne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne2011-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LMSt - Laboratoire de Mécanique des Structures, UMR 5514 (Lyon, INSA1968-2003)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Éléments finis, Méthode des

Séismes

Machines tournantes

Turbomachines

Résumé

Ce travail porte sur la dynamique des machines tournantes. L’effet des dissymétries de l'arbre et l'effet sismique ont été étudiés et la méthode numérique utilisée est celle des éléments finis lorsqu'il s’agit d'applications industrielles. Dans la première partie, les équations d'un rotor dissymétrique sont développées dans le repère fixe puis dans un repère tournant. Si les paliers sont anisotropes. Ces équations sont des équations linéaires à coefficients périodiques quel que soit le repère de référence choisi. Les phénomènes de base sont exposés à l'aide d’exemples simples. Puis, les méthodes de résolution pour l’étude de la stabilité (Floquet) et le calcul de la réponse (Newmark) sont détaillées; le nombre de degrés de liberté étant réduit par une méthode pseudo-modale. Enfin le comportement dynamique d'un turboalternateur de porte-avions est étudié dans les cas de dissymétrie de construction (méplat) et dissymétrie accidentelle (fissure). Dans la deuxième partie, les équations d’un rotor soumis au séisme sont explicitées dans les cas du support rigide (mono-excitation) et déformable (multi-excitation). Puis, les méthodes de résolution sont présentées : intégration pas à pas si l'on dispose d'un accélérogramme ou application d'une méthode spectrale en modes complexes. Des études paramétriques permettent de montrer les principaux phénomènes. Sur un modèle industriel de motopompe primaire de centrale nucléaire, on compare l'efficacité des méthodes spectrales spécifiques par rapport à la référence transitoire.

This research is concerned with the dynamic behavior of rotating machinery. The effect of rotor asymmetry and the influence of seismic excitations are studied. In the first part, the equations of asymmetrical rotors are developed in a fixed and in a rotating reference frame. If bearings are also asymmetrical periodic coefficients appear in the equations whatever reference frame is chosen. Basic phenomena are shown on simple models and the dynamic behavior of a turbo-generator for airplane -carrier is investigated. In the second part, the equations of a rotor subject to seismic excitations are expressed in the case of a rigid support and in the case of a deformed support. Parametric studies permit to assess the main phenomena. Using an industrial model of a nuclear plant primarv pump, the specific spectral methods are compared with the reference transient results and shows a satisfactory efficiency.