Etude de l'incidence des comportements dissipatifs dans les instabilités vibratoires des systèmes de freinages

Study of the impact of dissipatives behaviours on vibratory instabilities in brake systems

• Auteur / Autrice : Franck Renaud
• Direction : Imad Tawfiq
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science pour l'ingénieur
• Date : Soutenance le 02/02/2011
• Etablissement(s) : Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Châtenay-Malabry, Hauts de Seine)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'ingénierie des systèmes mécaniques et des matériaux (Paris) - Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Mécaniques et des MAtériaux / LISMMA
• Jury : Président / Présidente : Emmanuel Foltête
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Luc Dion, Gaël Chevallier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Jacques Sinou, Etienne Balmès

Mots clés

Mots clés contrôlés

Automobiles -- Freins

Viscoélasticité

Mots clés libres

Crissement de frein

Viscoélasticité

Viscoanalyseur

Brake squeal

Viscoelasticity

DMA tester

Résumé

Les instabilités vibratoires, telles que le crissement de frein, sont souvent étudiées par des analyses aux valeurs propres complexes sur des modèles éléments finis (EF). L'objectif de cette thèse est d'enrichir ces modèles en prenant en compte la viscoélasticité dont les effets sont l'amortissement et la rigidification des matériaux en fonction de la fréquence. Pour cela un viscoanalyseur a été développé. Il permet de caractériser en cisaillement les matériaux entre 100 et 3500Hz, sans utiliser les équivalences temps-température. Ce viscoanalyseur permet d'alimenter en paramètres le modèle rhéologique de Maxwell généralisé par le biais d'une nouvelle méthode d'identification particulièrement robuste. Le modèle de Maxwell généralisé est ensuite introduit dans les modèles EF grâce à un modèle d'état projeté sur un sous-espace adéquat. Ces modèles améliorés prédisent moins d'instabilités du fait de l'amortissement, mais ils montrent également que la viscoélasticité peut avoir des effets de déstabilisation du fait de la rigidification.

The vibratory instabilities, such as the brake squeal noise, are often studied by complex Eigenvalues analysis (CEA) on finite elements models (FE). The purpose of this thesis is to improve these models by taking the material viscoelasticity into account which induces damping and stiffening of materials according to the frequency.For that a tester was developed. It makes it possible to characterize the shearing behavior of materials between 100 and 3500Hz, without using time-temperature equivalences. This tester allows feeding in parameters the rheological model of generalized Maxwell by the means of a new robust identification method. The generalized Maxwell model is then introduced into FE models thanks to a state-space model on an accurate subspace.These improved models predict less instability occurrences because of damping, but they also show that viscoelasticity may induce destabilization because of stiffening.