Modélisation du comportement impactant d'un ensemble câble-gaine dans le domaine fréquentiel : Application aux commandes à câbles

Modeling the vibro-impacting behavior of a cable/housing system in the frequential domain: application to gearshift cables

• Auteur / Autrice : Nicholas Leib
• Direction : Fabrice Thouverez
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Ecully, Ecole centrale de Lyon
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de mécanique des solides (Ecully, Rhône)
• Jury : Président / Présidente : Régis Dufour
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Samuel Nacivet, L Saillard
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Pierre Argoul, Patrice Cartraud

Mots clés

Mots clés contrôlés

Stabilité

Moteurs -- Vibrations

Automobiles -- Boîtes-ponts

Mots clés libres

Vibro-impact

Résumé

Dans cette thèse nous étudions le comportement vibratoire des commandes à câbles d’une boîte de vitesses automobile. La présence de jeux, qui assurent le montage et le fonctionnement de ces commandes, créent des vibro-impacts qui ont des répercussions acoustiques, appelées grésillement, négatives pour le conducteur. L’objectif de cette thèse, réalisée en collaboration avec PSA Peugeot-Citroën, est de comprendre l’origine du grésillement, et de prédire son apparition dans les différentes configurations véhicules. Dans un premier temps, nous traiterons les diverses méthodes qui existent pour résoudre le problème non-linéaire dans le domaine fréquentiel. Nous proposerons une démarche pour établir la réponse en fréquence sur la plage de fonctionnement du moteur, et une approche pour estimer le contenu spectral hautes fréquences à la suite d’un calcul par balance harmonique. Ces méthodes sont appliquées sur un modèle vibro-impactant simplifié. Dans un second temps, nous présenterons les divers essais qui ont permis de déterminer l’origine vibratoire du grésillement, d’identifier les caractéristiques matériaux nécessaires et d’établir une référence pour valider un modèle. Ensuite, un modèle éléments finis et les résultats de corrélation sont présentés. Nous proposons alors un critère qui permet d’établir rapidement si le système va grésiller ou non. Ce critère est enfin utilisé pour comparer le niveau de grésillement sur plusieurs configurations véhicules.

In this thesis we study the dynamic behavior of a vehicle’s gearshift cables. To ensure proper assembly and functioning of the pieces, there are clearances in the system. The latter cause a vibro-impacting phenomenon, called tizzing, that can bother the driver. The aim of this work, done in collaboration with PSA Peugeot-Citroën, is to understand the sources of cable tizzing, and predict its presence in different configurations. The first part is devoted to presenting the different methods used to solve a nonlinear problem in the frequency domain. A method to determine the frequency response on a car motor’s bandwidth is presented and an approach to estimate the high frequency content after a harmonic balance is proposed. These methods are applied on a simple vibro-impacting system. The next part presents the different experiments that were conducted to determine the source of cable tizzing and identify the physical characteristics of the cable and its protective housing. A experimental testbench served as a reference to validate a finite element model. Then, the model is presented and the correlation results are shown. A criterion is proposed and helps establish whether or not, the system is going to tizz. Finally, the latter is used to compare the tizzing level on different vehicle configurations.