Thèse soutenue

Conception et modélisation d'une électrobroche grande vitesse : résolution de problèmes couplés
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Auteur / Autrice : Jean-François Antoine
Direction : Alain MolinariGabriel Abba
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie mécanique
Date : Soutenance en 2004
Etablissement(s) : Metz
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LPMM - Laboratoire de Physique et Mécanique des Matériaux - FRE 3236 - Laboratoire de Génie Informatique, de Production et de Maintenance (Metz)

Mots clés

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Résumé

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Ce travail concerne la conception et la modélisation d'une électrobroche à grande vitesse. L'étude de la dynamique du moteur est menée afin de décrire au mieux le comportement vibratoire associé au choix d'une géométrie et de matériaux, en s'affranchissant de la tutelle du calcul par éléments-finis. Le comportement vibratoire d'un élément de rotor est modélisé. Cette approche permet de prédire la dynamique d'un rotor à plusieurs éléments assemblés en série afin d'augmenter la puissance de la broche. L'étude dynamique montre l'importance du choix du matériau constituant le noyau magnétique dans le comportement vibratoire du rotor. Nous avons modélisé les contraintes mécaniques maximales auxquelles est soumis le noyau et discuté le choix éclairé du matériau magnétique. Nous nous sommes également intéressés aux paliers de l'électrobroche, dont la matrice de rigidité détermine de manière importante le modèle dynamique. La détermination de la matrice de rigidité des roulements nécessite de développer des modèles explicites. Ces modèles tiennent compte, d'une part, des angles de contact dans un roulement à billes et, d'autre part, des lois de comportement des contacts, en exploitant la théorie de Hertz. Le couple de frottement du roulement est également modélisé puis prédéterminé. Enfin la modélisation thermique du moteur est réalisée afin de lier les pertes internes à la répartition de la température et de connaître la température maximale en fonction des conditions d'utilisation. Le domaine de fonctionnement de l'électrobroche est alors déterminé en fonction de la durée de vie des roulements, de la température maximale admissible et de la première fréquence. . .