Modélisation du comportement dynamique du système pantographe-caténaire
Auteur / Autrice : | Fabien Labergri |
Direction : | Louis Jézéquel |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Mécanique |
Date : | Soutenance en 2000 |
Etablissement(s) : | Ecully, Ecole centrale de Lyon |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire de tribologie et dynamique des systèmes (Écully, Rhône ; 1970-) |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
Cette étude présente un modèle mécanique de captage du courant. Issue d'un partenariat ECL-SNCF-FAIVELEY TRANSPORT, elle a débouché sur la réalisation en C++ d'un logiciel de simulation, PACAT3D. Le travail comprend l'établissement des modèles de pantographe et de caténaire, des méthodes numériques de traitement des équations et de gestion du contact. La validation est effectuée expérimentalement et analytiquement. Le pantographe est représenté à l'aide des méthodes multicorps. L'utilisation des coordonnées nodales absolues simplifie la réalisation des articulations. L'amortisseur non-linéaire du pantographe fait l'objet d'une étude approfondie. Un gros travail expérimental a orienté le développement des modèles et permis leur validation. La caténaire est modélisée par éléments finis. Les non-linéarités constituées par le relâchement des pendules sont prises en compte. Une étude concernant son comportement tridimensionnel est réalisée. Les techniques de manipulation des systèmes d'équations avec contraintes associées à ces modèles sont décrites: leur adaptation aux méthodes explicites d'intégration, la réalisation de calculs statiques, la relaxation et le rétablissement d'une contrainte. Plusieurs stratégies sont envisagées pour déterminer l'effort de contact entre le pantographe mobile et la caténaire discrétisée en éléments finis, en particulier l'utilisation d'éléments de fil obtenus par synthèse modale. Une méthode analytique permet la validation du couplage pantographe/caténaire. Elle s'applique à l'étude de la réponse stationnaire d'un pantographe se déplaçant sous une caténaire infinie périodique. Basée sur la décomposition en série de Fourier des grandeurs exprimées dans le repère mobile, elle se réduit à la résolution d'un problème aux valeurs propres.