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Vibrations, Acoustique et Structures

Aile d'avion recouverte de capteurs

L’analyse, la modélisation et la simulation des systèmes dynamiques représentent des approches déterminantes dans les phases de conception et d’optimisation d’un système, d’un mécanisme, d’une structure ou d’un matériau. Le thème VAST (Vibrations, Acoustique & Structures) développe des méthodologies destinées à fiabiliser la prédiction des comportements dynamiques : vibrations, chocs et bruit. Les problématiques traitées dans le thème VAST portent sur la dynamique et la surveillance et le diagnostic des systèmes, structures et matériaux et plus particulièrement sur les comportements dissipatifs (amortissements). Les travaux historiques et récurrents concernent la viscoélasticité, la dynamique du contact, et les matériaux structurés (composites, poroélastiques…).

 

Domaines d’application

Les activités de l’équipe sont centrées sur les technologies des transports (aéronautique, spatial, automobile, ferroviaire, et naval), les structures civiles soumises à des sollicitations dynamiques et les systèmes de production d’énergie. Ces activités sont conduites en partenariat avec des industriels (AIRBUS, ARIANE Group, SAFRAN, RENAULT, PSA,…) et des laboratoires partenaires (ONERA, LAMCOS INSA Lyon, ROBERVAL – UTC, Institut NAVIER – ENPC …)

 

 

 

Doctorants

Pour les sujets, consultez la liste des thèses en cours

Responsable du thème

Jean-Luc Dion : jean-luc.dion@supmeca.fr

 

Organisation d’évènements scientifiques

Depuis plusieurs décennies le thème VAST organise la conférence VISHNO. Les 2 dernières éditions se sont tenues à Aix en Provence en 2014 (https://sites.google.com/site/vishno2014/) et au Mans en 2016 (avec le Congrès Français d’Acoustique – http://cfa2016.univ-lemans.fr/). Chacune de ces éditions a regroupé 150 participants environ.

L’équipe a également porté l’organisation de la Journée des jeunes chercheurs en vibrations et acoustique à Supméca (JJCAB) en 2017. Et la journée Mesure de champs en dynamique des structures en 2018  https://sites.google.com/view/jmdc2018-at-supmeca

 

Séminaires VAST

  • Atelier sur « la résolution des systèmes dynamiques non linéaires en régime stationnaires » – 4 septembre 2018, Supméca, Stefania LO FEUDO
  • Atelier sur « les approximants de Padé » – 4 septembre 2018, Supméca, Benoît NENNIG

Composition de l’équipe


  Jean-Bapiste CASIMIR

jean-baptiste.casimir@supmeca.fr

+33 1 49 45 29 63

Professeur des Universités

Dynamique des structures,

Méthodes « Meshless »

Viscoélasticité

 


  Jean-Luc DION

jean-luc.dion@supmeca.fr

+33 1 49 45 29 12

Professeur des Universités

Vibrations non linéaires

Traitement du signal                     

Dynamique Multicorps

Page perso. Researchgate

 


  Stéphane JOB

stephane.job@supmeca.fr

+33 1 49 45 29 00

Maître de Conférences

Docteur en acoustique – Expérimentateur

Ondes et vibrations non-linéaires, Milieux granulaires, Réseaux phononiques, Métamatériaux

 


  Stefania LO FEUDO

stefania.lofeudo@supmeca.fr

+33 1 49 45 29 00

Maître de Conférences

Contôle passif des vibrations

Vibrations non linéaires

Mesure de champs par camera rapide

 


  Martin GHIENNE

martin.ghienne@supmeca.fr

+33 1 49 45 29 00

Enseignant – Chercheur       

Dynamique stochastique des structures

Mesure de champs par camera rapide

 


  Benoit NENNIG

benoit.nennig@supmeca.fr

+33 1 49 45 29 00

Maître de Conférences

Acoustique, Matériaux absorbants, Méthode numérique, Ondes guidées

https://cv.archives-ouvertes.fr/benoit-nennig

 


  Nicolas  PEYRET

nicolas.peyret@supmeca.fr

+33 1 49 45 29 00

Maître de Conférences

Amortissement des structures

Calcul non linéaire des structures

Conception

 


  Franck RENAUD

franck.renaud@supmeca.fr

+33 1 49 45 29 00

Maître de Conférences

Dynamique des structures

Viscoélasticité

Dynamique Multicorps

 


  Alain STRICHER

alain.stricher@supmeca.fr

+33 1 49 45 29 00

Professeur agrégé

Tolérancement des structures assemblées

 

 

Doctorants


  Reza BABAJANIVALASHEDI

reza.babajanivalashedi@supmeca.fr

Dynamique et contrôle du ballotement

 


    Sophie Charles

sophie.charles@supmeca.fr

Impact de l’habilité spatiale sur la capacité à concevoir en 3D

 


  adrien.chassaigne@supmeca.fr

Propriété amortissante des collages structuraux

 


  Adrien GOELLER

adrien.goeller@supmeca.fr

Analyse dynamique vibratoire par vidéo rapide

« Contribution à la perception augmentée de scènes dynamiques : schémas temps réels d’assimilation de données pour la mécanique du solide et des structures » Janvier 2018

 


    Kévin Jaboviste

kevin.jaboviste@univ-fcomte.fr

Contribution à l’étude et à la conception des suspensions et amortisseurs vibratoires utilisant des matériaux métalliques et élastomères

 


  Tanguy LOREAU

tanguy.loreau@renault.com

Approche multicorps des calculs de Crash

 


    Anthony Meurdefroid

anthony.meurdefroid@supmeca.fr

Dynamique des structures assemblées – Amortissement non linéaire

 


  Marco ROSATELLO

marco.rosatello@supmeca.fr

Amortissement dans les structures assemblées

 


    Emna SGHAIER

emna.sghaier@supmeca.fr

Dynamique des machines tournantes

 


    Hadrien TOURNAIRE

hadrien.tournaire@gmail.com

Modèles réduits pour la dynamique des structures assemblées

 « Méthodologie pour génération de modèles réduits dynamiques multiphysiques : application aux open rotors » Juillet 2017

 

 

Photographies : Florence Dujarric www.florencedujarric.com

Publications récentes

Nonlinear magnetic vibration absorber for passive control of a multi-storey structure (lire)
Journal of Sound and Vibration Elsevier 2018 438 pp. 33-353
Robust design of a solution for reducing vibration of light assembled structures (lire)
The Thirteenth International Conference on Computational Structures Technology 2018
The Cut Beam Benchmark System: Developing Measurement Techniques for Nonlinear Damping and Stiffness in Frictional Interfaces (lire)
The Mechanics of Jointed Structures Springer International Publishing 2018 pp. 73-89
Development of 3D PUFEM with linear tetrahedral elements for the simulation of acoustic waves in enclosed cavities (lire)
Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering Elsevier 2018 335 pp. 403 - 418
A Lax Functorial Definition of Open Dynamics (lire)
2018
A new prestressed dynamic stiffness element for vibration analysis of thick circular cylindrical shells (lire)
International Journal of Mechanical Sciences Elsevier 2018 140 pp. 37 - 50
A transverse isotropic equivalent fluid model combining both limp and rigid frame behaviors for fibrous materials (lire)
Journal of the Acoustical Society of America Acoustical Society of America 2018 143 pp. 2089 - 2098
Introduction aux topos des espaces connectifs. Morita-équivalences avec les espaces topologiques et les ensembles ordonnés dans le cas fini. (lire)
2018
Identification of nonlinear viscoelastic parameter based on an enhanced Oberst beam method (lire)
Conference and Exposition on Structural Dynamics 2018
Using singular value decomposition of component eigenmodes for interface reduction (lire)
Journal of Sound and Vibration Elsevier 2018 414 pp. 1 - 14
Microslip Induced Damping in the Contact of Nominally Flat Surfaces with Geometric Defects (lire)
The Mechanics of Jointed Structures Springer, Cham 2018 pp. 331-353
The Cut Beam Benchmark System: Developing Measurement Techniques for Nonlinear Damping and Stiffness in Frictional Interfaces (lire)
The Mechanics of Jointed Structures Springer, Cham 2018 pp. 73-89
Development of 3D PUFEM with linear tetrahedral elements for the simulation of acoustic waves in enclosed cavities (lire)
Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering Elsevier 2018 335 pp. 403-418
Additional Sound Absorption Within a Poroelastic Lamella Network Under Oblique Incidence (lire)
Acta Acustica united with Acustica Hirzel Verlag 2018 104 pp. 211-219
Morphology and enhanced star formation in a Cartwheel-like ring galaxy (lire)
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Oxford University Press (OUP): Policy P - Oxford Open Option A 2018 473 pp. 585-602
A Mindlin derived Dahl friction model (lire)
Mechanism and Machine Theory Elsevier 2017 117 pp. 48 - 55
Sound attenuation optimization using metaporous materials tuned on exceptional points (lire)
Journal of the Acoustical Society of America Acoustical Society of America 2017 142 pp. 2288 - 2297
A fixed point algorithm and model reduction in jointed structures simulation (lire)
Euro-Mediterranean Conference on Structural Dynamics and Vibroacoustics 2017
Identification modale temps réel par caméra rapides et assimilation de données : une nouvelle méthode de magnification (lire)
23ème Congrès Français de Mécanique 2017
A multi-domain modelling and verification procedure within MBSE approach to design propulsion systems for road electric vehicles (lire)
Mechanics & Industry EDP Sciences 2017 18
Porogranular materials composed of elastic Helmholtz resonators for acoustic wave absorption (lire)
Journal of the Acoustical Society of America Acoustical Society of America 2017 141 pp. 254-264
A mindlin derived dahl friction model (lire)
Mechanism and Machine Theory 2017 117 pp. 48 - 55
Dynamic Damping in Joints: Multiscale Model Taking into Account Defects in a Nominally Plane Surface (lire)
International Journal of Applied Mechanics World Scientific Publishing 2016 8
Voir toutes les publications (HAL)
 

Nos activités sont centrées sur :

La viscoélasticité

Les matériaux polymères possèdent une importante capacité de dissipation de l’énergie vibratoire. Ils sont utilisés pour protéger les structures, les équipements et les passagers des sollicitations vibratoires, des chocs et du bruit.

Les enjeux de la caractérisation expérimentale des matériaux viscoélastiques

Afin de caractériser ces matériaux, leur rigidité dynamique et angle de perte sont classiquement représentés en fonction de la fréquence de sollicitation. Ces observations expérimentales mettent en évidence une  évolution sensible de ces grandeurs en fonction des plages de fréquence (figure 2).

 

Figure 2 : représentations fréquentielles

 

La caractérisation expérimentale de ces propriétés, appelée Analyse Mécanique Dynamique s’avère délicate car la plage de fréquence à couvrir par les moyens d’essais est souvent très large et difficilement accessible par un seul dispositif expérimental. Par ailleurs, les caractéristiques mécaniques des matériaux viscoélastiques dépendent très fortement de la température. Une première solution consiste à exploiter le principe d’équivalence temps-température. Cette méthode est basée sur des essais vibratoires en bande de fréquence relativement étroite réalisés à différentes températures. L’équivalence temps-température permet alors de reconstruire le comportement dynamique du matériau sur une large bande de fréquence pour une température donnée.

Cette méthode présente plusieurs biais de mesure dont le principal vient de l’hypothèse d’équivalence temps-température qui n’est pas toujours vérifiée selon les matériaux étudiés. Dans de nombreux cas des matériaux contemporains issus de l’industrie tels que les matériaux multicouche, les polymères chargés, les matériaux fonctionnalisés, les colles structurelles, l’équivalence temps-température n’est plus valide. La caractérisation des propriétés dynamiques du matériau doit alors être réalisée à la température et sur la bande de fréquences correspondantes aux conditions d’utilisation réelles.

L’équipe VAST développe depuis plusieurs décennies des viscoanalyseurs innovants et performants qui permettent de caractériser directement les propriétés mécaniques dynamiques de ces matériaux sous différentes configuration de sollicitation (traction-compression, cisaillement, chargement statique te dynamique combinés …). Ces nouvelles technologies expérimentales (figure 3) permettent aujourd’hui une caractérisation directe des matériaux viscoélastiques (sans équivalence tems-température et sans passage par des modes propres du dispositif expérimental) jusqu’à 10kHz.

 

Figure 3 : 3 viscoanalyseurs développés à Supméca

 

La réalisation de ces essais sous différentes précharges et différentes amplitudes de sollicitations permet alors une caractérisation fine de la viscoélasticité non linéaire du matériau étudié.

 La qualité des données expérimentales issues de ces essais est un enjeu majeure dans la prédiction des comportements dynamiques des composants et structures dans lesquels les matériaux viscoélastiques sont utilisés.

 

Les enjeux de la modélisation des matériaux viscoélastiques

Les données expérimentales des comportements dynamiques des matériaux viscoélastiques sont principalement réalisées afin d’alimenter des modèles prédictifs sur des composants, des structures ou des systèmes.

Les comportements mécaniques viscoélastiques peuvent être décrits principalement par deux familles de modèles : ceux à base de dérivées non entières et ceux à base de composants rhéologiques élémentaires tel que le modèle de Maxwell généralisé.

Le premier verrou de modélisation provient de l’identification des paramètres de ces modèles. Ce point est développé dans plusieurs publications de l’équipe VAST [1 – 3] et valorisé chez plusieurs partenaires industriels (Hutchinson, BOSCH Système de freinage, AER, ADERIS).

Le deuxième verrou traité par l’équipe VAST porte de l’intégration de ces modèles dans des codes de calculs de structures du commerce [4,5].

La viscoélasticité est un domaine de recherche particulièrement actif depuis des décennies qui trouve aujourd’hui de nouveaux champs d’investigation avec les matériaux fonctionnalisés, les métamatériaux, la fabrication additive et les matériaux biosourcés ou respectueux de l’environnement et du développement durable.

 

 

[1] J.-L. Dion and S. Vialard, “Identification or rubber shock absorber mounts,” Mécanique industrielle et matériaux, vol. 50, no. 5, pp. 232–237, 1997.

[2] F. Renaud, J.-L. Dion, G. Chevallier, I. Tawfiq, and R. Lemaire, “A new identification method of viscoelastic behavior : Application to the generalized maxwell model,” Mechanical Systems and Signal Processing, vol. 25, no. 3, pp. 991 – 1010, 2011.

[3] H. Jrad, J. L. Dion, F. Renaud, I. Tawfiq, and M. Haddar, “Experimental characterization, modeling and parametric identification of the non linear dynamic behavior of viscoelastic components,” European Journal of Mechanics – A/Solids, vol. 42, no. 0, pp. 176 – 187, 2013.

[4] S. Thouviot, G. Chevallier, F. Renaud, J.-L. Dion, and R. Lemaire, “Prise en compte des comportements viscoélastiques dans la simulation dynamique des systèmes de freinage,” Mechanics & Industry, vol. 10, no. 05, pp. 385–396, 2009.

[5] H. Festjens, G. Chevallier, F. Renaud, J.-L. Dion, and R. Lemaire, “Effectiveness of multilayer viscoelastic insulators to prevent occurrences of brake squeal : A numerical study,” Applied Acoustics, vol. 73, no. 11, pp. 1121 – 1128, 2012.

 

Les ondes et vibrations non-linéaires dans les milieux granulaires

Nous nous intéressons à la propagation et à l’atténuation des ondes et des vibrations dans les milieux granulaires, tels que le sable, au travers d’expérimentations sur des systèmes modèles, de laboratoire. Les milieux granulaires ont pour particularité (i) d’interagir selon le potentiel très fortement non-linéaire de Hertz lorsqu’ils sont secs, et plus généralement (ii) de mobiliser des mécanismes singuliers associés aux contacts entre particules géométriquement non conformes : c’est le cas par exemple des milieux granulaires mouillés, et en particulier des suspensions colloïdales, lorsque un fluide interstitiel est confiné entre les particules et induit une interaction elasto-hydrodynamique complexe.

 

Propagation d’ondes dans un cristal phononique

Propagation d’ondes dans un cristal phononique constitué d’un alignement de particules centimétriques interagissant via le potentiel non-linéaire de Hertz; une particule instrumentée permet de mettre en évidence les bandes interdites d’un tel réseau (PRL 2005, PRL 2010).

 

Les milieux granulaires ont également pour avantage (iii) d’exhiber des symétries cristallines lorsque les particules sont identiques ou au contraire (iv) du désordre lorsque les grains sont polydisperses. Enfin, ils sont connus (v) pour être très dissipatifs, en mobilisant notamment des effets frictionnels puissants.

 

Propagation d’ondes dans un milieu granulaire mouillé

Propagation d’ondes dans un milieu granulaire mouillé par ajout d’une faible quantité de fluide interstitiel visqueux ; une mesure de la relation de dispersion montre que le fluide induit une interaction elasto-hydrodynamique qui se traduit par un raidissement des contacts, une augmentation de la vitesse de propagation et une dissipation accrue (Thèse 2016 Kamil Chrzaszcz)

 

Observation directe de la propagation d’une impulsion dans une suspension colloïdale

Observation directe de la propagation d’une impulsion dans une suspension colloïdale ; mise en évidence du rôle de l’élasticité des particules, de la viscosité du fluide et du désordre topologique sur la longueur d’atténuation et les propriétés de transport (PNAS 2017).

 

Les recherches menées au laboratoire, essentiellement expérimentales, portent à plusieurs échelles (centimétrique, millimétrique et micrométrique), depuis la dynamique du contact (sec ou mouillé), en passant par des structures modèles (des cristaux phononiques constitués d’alignements périodiques de sphères), jusqu’aux empilements désordonnés de grains vibrés (dissipateur granulaires).

 

Mesure du facteur de perte et de la masse effective d’un dissipateur granulaire

Mesure du facteur de perte et de la masse effective d’un dissipateur granulaire ; le facteur de perte de ce système est proportionnel à la masse des grains vibrés, dont la masse apparente décroit jusqu’à disparaitre avec l’amplitude d’accélération (Thèse 2016 Marwa Masmoudi, Gran. Matt. 2016).

 

La dissipation acoustique et les métamatériaux

L’absorption et l’atténuation acoustique représentent un enjeux important pour de nombreuses applications dans le domaine du bâtiment, du transport ou des systèmes de ventilation. Ces aspects pratiques sont liés à la propagation acoustique dans les fluides thermo-visqueux et à la prise en compte d’une structuration sub-longueur d’onde.

Ces mécanismes sont à la base des modèles de matériaux poreux, poroélastiques et de métamatériaux où la compétition entre résonances et dissipation est cruciale pour leur fonctionnement (ANR METAUDIBLE 2013-2017).

 

Atténuation dans un guide d’onde traité par un métaporeux. Onde guidée, métamatériaux, homogénéisation.

Atténuation dans un guide d’onde traité par un métaporeux. Onde guidée, métamatériaux, homogénéisation.

 

La prise en compte des pertes reste un défi pour la simulation et permet d’explorer des phénomènes ondulatoires inhabituels tel que les points exceptionnels (Collaboration UTC).

L’équipe développe aussi bien des méthodes de simulation que des nouveaux matériaux ou encore les moyens expérimentaux associés.

 

Métamatériaux pour l’atténuation en conduit (collaboration LAUM Xiong, Aurégan, Bi https://dx.doi.org/10.1121/1.5007851)

 

Microstructure d’une mousse polymère (micrographie MEB SUPMECA)

 

L'amortissement et la dissipation d’énergie dans les assemblages

Lors de la phase de conception des structures, la prédiction du comportement dynamique de celle-ci est souvent entachée d’erreurs dues à une mauvaise évaluation de l’amortissement global de la structure. Ce niveau vibratoire est fortement dépendant de l’amortissement induit par les assemblages des sous-structures entre elles. Cet amortissement est consécutif à une perte d’énergie par frottement dû à des glissements partiels dans les interfaces de liaison. L’objet de ces travaux est de se focaliser sur cette énergie dissipée par frottement apparaissant lors des vibrations de la structure et influençant son comportement dynamique.

photo illustrant un essai d'Amortissement et dissipation d'énergie dans les assemblages

Les travaux menés visent :

  • à quantifier expérimentalement cet amortissement,
  • à évaluer numériquement cet amortissement à différentes échelles (contact micro géométrique, liaison, structure).

De plus des travaux récents visent à concevoir et à prototyper des technologies de liaisons amortissantes pour des assemblages métalliques. La justification de ces travaux repose sur le fait que les structures modernes doivent combiner fiabilité, durée de vie, confort, légèreté, faible coût, vitesse et consommation d’énergie réduite. Pris séparément, ces paramètres, bien que de nature différente, sont tous améliorés lorsque l’amortissement dans la structure augmente. La réduction des vibrations résulte toujours d’un compromis entre ces différents paramètres et l’ajout d’amortissement ne saurait les améliorer tous à la fois. Ces travaux visent à maximiser l’apport d’amortissement dans les liaisons mécaniques et plus généralement ces recherches contribuent à l’amélioration des performances des structures.

Photo illustrant un essai Amortissement et dissipation d’énergie dans les assemblages

Les recherches conduites sont réalisées avec le soutien d’organismes et d’industriels dans le cadre de programmes de recherche (R&T CNES, FUI (MAIAS, CLIMA), IRT SystemX, EDF, ASTECH, JPB SYSTEM, AIRBUS, SOPEMEA, AVNIR, SDTOOLS, FCBA.

La mesure de champs vibratoires par cameras rapides

Mesure de champs vibratoires par cameras rapides

L’analyse vibratoire des systèmes mécaniques et des structures revêt une importance capitale pour la détermination de leur comportement en conditions d’exploitation ou suite à des évènements exceptionnels. Par conséquent, l’étude expérimentale des vibrations d’un système (mécanique, aéronautique, civil) est désormais une étape indispensable dans le processus de conception et de monitorage. A cet effet, en complément des outils de mesure traditionnels tels que accéléromètres piézoélectriques, capteurs de déplacement lasers et vibromètres lasers, les caméras rapides se présentent comme une solution d’avenir, étant capables de filmer sans contact des grandes scènes à cadences très élevées, voire de l’ordre de milliers d’images par seconde.

Les mesures par caméras rapide permettent donc de définir des champs vibratoires sur la structure, aussi bien en régime transitoire qu’en régime stationnaire, tandis que l’utilisation de plusieurs caméras entourant la structure permet de mesurer son comportement en 3D, ainsi que de détecter les oscillations d’éléments difficiles à atteindre avec les instruments classique de mesure. C’est le cas par exemple des bords de l’interface de contact dans une liaison, ou de la surface libre d’un fluide dans un conteneur rigide en mouvement.

 

Nos études se concentrent donc sur l’exploitation de cette nouvelle technologie, avec une attention particulière aux points suivants :

  • traitement des images (binarisation, optimisation des codes, reduction du temps de calcul) ;
  • détection des points d’intérêt (points, bords, surfaces, fluides) ;
  • tracking des mires ;
  • filtrage et assimilation des données ;
  • analyse modale opérationnelle par vision 3D multi-points de vue ;
  • reconstruction du comportement de la structure 3D à partir des modeles et des mesures ;
  • analyse vibratoire en temps réel.

Plus précisément, grâce aux algorithmes de traitement d’image développés, des points d’intérêt (features) peuvent être détectés, et leur mouvement suivi tout au long de l’essai dynamique. Les techniques de filtrage des signaux et d’assimilation des données fournissent donc les informations nécessaires à effectuer l’analyse modale expérimentale et l’identification des propriétés dynamiques du système. Nos recherches visent en outre au développement de méthodes d’analyse en temps réel du comportement vibratoire, tout en s’appuyant sur la complémentarité entre mesures expérimentales et modèles numériques.

Trois type d'images de mesure de champs vibratoires par cameras rapides

Les campagnes de mesure expérimentales sont conduites au sein du laboratoire d’essais de l’équipe VAST, ainsi que dans le cadre de projets de recherche (FUI CLIMA, EUGENE) et des collaborations avec établissements académiques et industriels (Université de Liège, SOPEMEA).

Les méthodes d’assimilations de données appliquées à la dynamique des structures

Parallèlement aux développements des méthodes de mesures de champs appliquées à la dynamique des structures, l’équipe VAST conduit des recherches sur les méthodes d’assimilation de données visant à alimenter en temps réel le lien entre un système dynamique et son jumeau numérique.

Les méthodes développées sont basées sur des approches stochastique Bayésiennes (Filtres de Kalman) et sont construites avec des systèmes d’états issus de la dynamique des structures et des solides.

Les études conduites en assimilation de données sont alimentées par des technologies de capteurs très variées alliant des caméras rapides, des accéléromètres, des capteurs de forces… et visent à enrichir la qualité des modèles et la capitalisation des vécus de simulations et de mesures.

Aile d'avion recouverte de capteurs

Ces techniques sont développés dans différents domaines d’application (dynamique des structures, dynamique multicorps, analyse des modes de défaillance dynamique d’une chaine de production) avec différents partenaires industriels de l’aéronautique, de l’automobile et de la cosmétique (AIRBUS, SOPEMEA PSA, PUIG, PKB, VISIOLASER)

Les modèles réduits en dynamique des structures

L’analyse du comportement dynamique des structures, que ce soit dans le cadre de l’étude de leurs vibrations linéaires ou non, des problèmes couplés multiphysiques ou vibro-acoustiques, des problèmes de réponses transitoires et de dynamique rapide, conduisent à l’élaboration de modèles nécessitant des ressources numériques extrêmes. De tels modèles sont souvent difficiles à exploiter ou s’avèrent inadaptés lorsqu’il s’agit d’utiliser de telles analyses dans des procédés itératifs d’optimisation, lorsqu’il s’agit d’explorer en pré-conception de nombreuses configurations d’un même système et ceci pour des gammes de fréquences variées et/ou étendues, lorsqu’il s’agit de concevoir des systèmes de diagnostic temps réel ou encore de les implémenter sur des systèmes mécatroniques embarqués.

Le recours à la réduction de modèle est un des moyens que le thème VAST développe et met en œuvre depuis une vingtaine d’années pour parvenir à traiter ces problèmes. Ces modèles lui permettent de disposer d’outils de simulation efficaces et robustes parfaitement adaptés au type de simulation envisagée et aux ressources numériques disponibles. Les techniques de réduction de modèles classiquement utilisées en dynamique des structures, basées sur l’exploitation de bases modales, sur l’analyse modale expérimentale, sont étendues aux problèmes non-linéaires et aux problèmes multi-physiques. L’effort actuel consiste à compléter ces approches par des modélisations de type meshless. Des modèles continus d’éléments structuraux en matériaux orthotropes sont développés en ce moment dans un cadre Dynamic Stiffness Method et exploités par exemple pour la conception de structures intelligentes.

Des partenariats industriels réguliers permettent de valoriser ces approches pour développer des outils opérationnels répondant au plus près aux exigences des concepteurs. (Renault, Thales… )

 

Modèle continu de type Meshless

Modèle continu de type Meshless