Modélisation du comportement vibratoire et des propriétés amortissantes des structures multi-matériaux

Modeling of vibration and damping properties for the multilayer structures

• Auteur / Autrice : Adil Abid
• Direction : El Mostafa Daya, Guillaume Robin
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Mécanique des Matériaux
• Date : Inscription en doctorat le 20/09/2023
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : C2MP - CHIMIE MECANIQUE MATERIAUX PHYSIQUE
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LEM3 - Laboratoire d Etude des Microstructures et de Mécanique des Matériaux

Mots clés

Mots clés libres

Vibration

Expérimentation

Amortissement

Mécanique numérique

Structures multicouches

Damping

Computational mechanics

Multilayer structures

Vibration

Experiments

Résumé

Dans de nombreux domaines (Aéronautique, Automobile, Génie civil,…etc), le contrôle et l'amortissement des vibrations est primordial pour renforcer la sécurité et améliorer les performances des structures et des systèmes. Il existe deux types de solutions d'amortissement : l'amortissement passif ou actif. La première solution permet d'amortir les modes vibratoires aux moyennes et hautes fréquences. Le second est très efficace aux basses fréquences. Généralement, la solution d'amortissement passif est construite en ajoutant à la structure un patch ou une couche mince d'un matériau viscoélastique. Dans cette thèse, nous proposons le développement de solutions passives des structures issues de l'assemblage de multi-matériaux par fabrication additive ou par d'autres procédés. En effet, le comportement vibratoire et les propriétés d'amortissement de ces structures dépendent fortement de la rigidité, de la masse et des conditions aux limites résultant de l'assemblage. L'objectif principal est de déterminer le positionnement, les formes, les caractéristiques du patch ou de la couche viscoélastique et les conditions aux limites nécessaires permettant des solutions d'amortissement optimales. Pour cela, il est nécessaire de développer des modèles numériques et les méthodes spécifiques de calcul des propriétés amortissantes de ce type de structures.

In many domains (Aerospace, Automotive, Civil engineering, etc), the vibration control and damping is of primary importance for enhancing safety and improving structures and systems performances. There exist two kinds of damping solutions: passive damping or active one. The first solution permits to damp vibration modes at medium and high frequencies. The second one is very efficient at low frequencies. Generally, the passive damping solution is built by adding to the main structure a thin patch or layer of a viscoelastic materials. In this thesis project, we propose to develop damping solutions of structures resulting from the assembly of multi-materials by additive manufacturing or by other processes. Indeed, the vibration behaviour and damping properties of these structures are strongly depending on the resulting stiffness, mass and the boundary conditions. The main objective is to determine the location, the form and the characteristics of the viscoelastic patch or layer and the necessary boundary conditions allowing optimal damping performances. To achieve this, it is necessary to develop appropriate numerical models and methods to determine the damping properties of this type of structures.