Caractérisation robuste de liaisons amortissantes avec dispositifs piezo-électriques pour la réduction de vibrations de structures

Robust characterization of damping joints with piezoelectric devices for the vibrational reduction of structures

• Auteur / Autrice : Yassine Karim
• Direction : Claude Blanzé
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance le 02/12/2013
• Etablissement(s) : Paris, CNAM
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Abbé Grégoire (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de mécanique des structures et des systèmes couplés (Paris)
• Jury : Président / Présidente : Thierry Tison
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Claude Blanzé, Thierry Tison, Laurent Champaney, Jean-Jacques Sinou, Gaël Chevallier, Georges Jacquet-Richardet
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Laurent Champaney, Jean-Jacques Sinou

Mots clés

Mots clés contrôlés

Frottement

Vibrations

Mots clés libres

Réduction de vibrations

Piézoélectrité

Shunt

Joint boulonné

Frottement sec

Contrôle passif et actif

Robustesse

Méthode stochastique non intrusive

Vibration reduction

Piezoelectric

Shunt

Bolted joint

Dry friction

Passive and active control

Robustness

Stochastic non-intrusive method

Résumé

L'étude présentée dans ce document a pour objet l'étude de différents modes de réduction de vibrations dans les structures avec liaisons. Le premier mode étudié se base sur la dissipation d'énergie apportée par la déformation d' éléments piézoélectriques connectés à un circuit électrique adapté. Le second mode proposé se base sur la propriété de la liaison boulonnée à changer les fréquences propres d'une structure en fonction du serrage appliqué. Cette propriété est utilisée avec plusieurs lois de contrôle du serrage afin d'éviter les plages de fréquences critiques. Ensuite une étude probabiliste est effectuée pour déterminer la robustesse de la réduction de vibrations par rapport à la variation de certains paramètres du modèle. Cette étude de robustesse est effectuée à travers des méthodes stochastiques non-intrusives, parmi lesquelles une méthode originale proposée. Elle permet une réduction de la taille du modèle stochastique à résoudre, ce qui réduit très considérablement le temps de calcul sans perte de qualité significative.

The study presented in this thesis aims to explore other ways of vibration reduction in structures with bolted connections. The first way studied is based on the energy dissipation provided by the deformation of piezoelectric elements connected to an adapted electric circuit. The proposed second way is based on the property of the bolted joint of changing the natural frequencies of a structure according to the applied tightening force. This property is used via several control laws to avoid vibration on critical frequency ranges.Thereafter a probabilistic study is made to determine the robustness of the vibration reduction in relation to a variation of some model parameters. The robustness study is done through non-intrusive stochastic methods, among them a dedicated method that we propose. A stochastic model reduction is allowed which reduces dramatically the computation time without losing quality of stochastic results.