Thèse soutenue

Analyse non-linéaire des paliers aérodynamiques à feuilles et applications à la dynamique des rotors
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Auteur / Autrice : Omar Benchekroun
Direction : Mihaï ArghirRégis DufourSébastien Baguet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie mécanique, Productique, Transport
Date : Soutenance le 10/12/2018
Etablissement(s) : Poitiers en cotutelle avec LaMCoS - Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Structures (Lyon, INSA ; 2007-....)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie des matériaux, mécanique, énergétique et aéronautique (Poitiers ; 2009-2018)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Pôle poitevin de recherche pour l'ingénieur en mécanique, matériaux et énergétique - PPRIMME (Poitiers) - Institut Pprime / PPRIME
faculte : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées
Jury : Président / Présidente : Thouraya N. Baranger
Examinateurs / Examinatrices : Mihaï Arghir, Régis Dufour, Sébastien Baguet, Aurelian Fatu, Sébastien Le Martelot
Rapporteurs / Rapporteuses : Jürg Schiffmann, Gaël Chevallier

Résumé

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Les paliers à feuilles sont des organes de guidage en rotation adaptés pour des rotors légers fonctionnant à des grandes vitesses de rotation. Leur fonctionnement ne nécessite aucun apport d’huile ni de graisse. Ces paliers sont réalisés avec une structure compliante. La présence de frottements dans la structure apporte l’amortissement nécessaire au système rotor-palier.Après une présentation de la technologie, un tour d’horizon des modèles existants et des limitations de chacun d’eux est exposé. Par la suite, un modèle non-linéaire du coussinet compliant est introduit. Dans ce modèle les feuilles sont considérées comme des solides élastiques. Les forces de frottement et les jeux entre les feuilles sont pris en compte par l’utilisation de la condition de non-interférence de Moreau-Signorini. Les efforts normaux et les forces de frottement sont calculés respectivement par la méthode des multiplicateurs de Lagrange augmentés et la méthode des pénalités. Ensuite, cette structure compliante est couplée au film fluide, traité par la résolution de l’équation de Reynolds en conditions de lubrification mixte.L’intérêt est ensuite accordé au palier dans sa globalité : structure déformable, film fluide, rotor. En régime statique, cette étude passe par l’analyse des démarrages du rotor puis de son fonctionnement à des hautes vitesses de rotation et sous de très fortes charges statiques. L’effet des erreurs d’usinage est mis en évidence. En régime dynamique, l’étude se fait par l’analyse non-linéaire d’un rotor de Jeffcott supporté par des paliers à feuilles. Les résultats montrent les limites de stabilité du système rotor-paliers et l’influence du balourd.