Soutenance de thèse : Yvon BRIEND

Dynamique de rotors embarqués sous sollicitations multi-axiales et multi-fréquentielles : modélisation et expérimentation

Doctorant : Yvon BRIEND

Laboratoire INSA : LaMCoS
Ecole doctorale : EDA 162 MEGA

Les axes de la thèse, effectuée dans le cadre du labcom ANR-PME AdViTAM, (LaMCoS, INSA Lyon et Avnir Engineering), s'adressent à la dynamique des machines tournantes subissant les excitations par leur base. Ces machines, appelées par la suite rotors embarqués, sont souvent au coeur de secteurs industriels de haute technologie. Les mouvements de la base sont capables de déclencher des comportements dynamiques pouvant menacer l'intégrité de la structure. Il est alors capital de prévoir l'émergence de tels phénomènes afin de pouvoir les éviter ou au moins limiter leurs impacts. Pour cela, la thèse propose le modèle d'un ensemble arbre-disques-paliers hydrodynamiques monté sur une base mobile. Celui-ci est basé sur une formulation par éléments finis 1D de poutre de Timoshenko avec six degrés de liberté. Des éléments finis 2D sont employés pour obtenir le champ de pression 2D des paliers hydrodynamiques. Par ailleurs, un modèle cinématique à six degrés-de-liberté est développé pour mieux maitriser le pilotage de l'excitateur hydraulique 6-axes de l'Equipex PHARE et faciliter la comparaison calcul-mesure. Dans le domaine linéaire, l'analyse numérique de stabilité paramétrique est conduite avec la théorie de Floquet. Les cartes de stabilité sont établies avec des sollicitations soit mono-axiales imposées séquentiellement, soit multi- axiales. Une méthode de réduction de modèle est proposée pour éviter les temps de calculs prohibitifs du modèle complet. Enfin, la validation expérimentale du modèle est menée à l'aide d'un banc d'essai académique de rotor conçu, instrumenté en conséquence et monté sur l'excitateur 6-axes. Le comportement dynamique du rotor en flexion, en torsion et en axial, est alors analysé avec des mouvements de la base en translation et/ou en rotation, mono- et/ou multi-axiaux, harmoniques ou aléatoires ou sinus balayé. Les comparaisons sont effectuées en termes d'orbites, de spectres fréquentiels complets, de réponses temporelles transitoires et de densités spectrales de puissance.