Photoelastodynamique. Applications demonstratives et systeme de transmission de puissance par engrenages

• Auteur / Autrice : Agus Sigit Pramono
• Direction : Didier Bellet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Résumé

La connaissance de l'etat instantane de contrainte d'un element mecanique au sein d'une structure ou d'un mecanisme soumis a des charges statiques et dynamiques est fondamentale pour sa conception optimale et sa qualification. En effet, l'optimisation d'une partie mecanique necessite le plus souvent un processus iteratif au cours duquel l'uniformisation des contraintes joue un role cle. Les methodes analytiques, fondees sur les principes et equations de l'elastodynamique lineaire et non-lineaire, n'offrent de resolution explicite que dans des cas generalement symetriques et respectant des geometries mecaniques simplifiees. Elles peuvent s'appliquer industriellement dans des categories de problemes simplifies, toujours extremement utiles neanmoins, d'une part, pour le predimensionnement, et d'autre part, comme reference pour valider d'autres methodes. La photoelasticimetrie classique presente l'interet d'offrir une visualisation globale de certains elements lies au champ de contraintes dans un solide sous chargement plan. Elle est usuellement appliquee en statique des structures, avec de surcroit predominance absolue des chargements de contact par rapport aux chargements a distance, compte tenu de la valeur relativement petite de la constante photoelastique des materiaux classiques (resines de type araldite) par rapport a leur masse volumique. Dans ce contexte, nous avons cherche a developper une methodologie dynamique en photoelasticite. Nous avons pour cela recherche les materiaux capables de representer les forces a distance en photoelasticite, dotes en outre d'un module elastique suffisamment faible par rapport a la masse volumique pour autoriser des visualisations dynamiques a des frequences compatible avec des moyens d'observation classiques de laboratoire. Nous avons alors applique ces techniques, d'une part, a certains exemples demonstratifs de dynamique des solides, tels que des plaques impactees lateralement, des poutres en flexion dynamique sous impact ou des pieces tournantes, et d'autre part, a la visualisation dynamique de la transmission de puissance dans un train d'engrenages. Puis tous les resultats relatifs aux problemes ci-dessus ont ete compares avec ceux des modelisations numeriques (samcef ou ls-dyna) : les conclusions sont encourageants.