Analyse du comportement vibratoire d'un arbre tournant en matériaux composite par la Méthode des Éléments Finis Hiérarchiques en Quadrature Différentielle - DQHFEM

Abstract

Le besoin d'une analyse fiable du comportement vibratoire des arbres tournant ne cesse d'augmenter avec les nouvelles exigences qui ont pour objectif d'atteindre des vitesses de rotation plus élevées et d'alléger la structure.Dans ce contexte s'inscrit ce travail,qui a pour objectif d'étudier le comportement dynamique des arbres tournants en matériaux composites,en utilisant une combinaison de la méthode des éléments finis et la méthode de la quadrature différentielle, pour donner une nouvelle méthode appelée <<a differential quadrature hierarchical finite element method>> (DQHFEM). La modélisation du comportement dynamique d'un arbre tournant est basée sur la théorie des poudres d'Euler Bernoulli qui néglige l'influence de l'effet de cisaillement et celle de Timoshenko qui prend en compte cet effet.Les effets gyroscopiques, de l'inertie rotatoire ainsi que celui du couplage due à la stratification des couches des composites sont pris en compte.Un programme en Matlab a été élaboré pour la détermination des fréquences propres de l'arbre tournant et des diagrammes de Campbell. Nous avons validé notre programme,et plusieurs cas ont été étudiés en vue de déterminer l'influence des différents paramétres comme le rapport longueur/diamétre, les orientations des fibres,les conditions aux limites ainsi que les différents matériaux.