Contribution A Letude Des Vibrations A Energie Piegee Des Resonateurs Piezoelectriques A Ondes De Volume

Author : Mohamed Amin Ben Lassoued
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ISBN 13 :
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Download or read book Localisation et concentration d'énergie vibratoire dans une structure composite de type sandwich written by Mohamed Amin Ben Lassoued and published by . This book was released on 2019 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le contrôle des vibrations est une étape déterminante dans la conception d'une partie significative des systèmes mécaniques. Le domaine le plus concerné est celui du transport, en particulier, la filière aéronautique où les contraintes de performances sont de plus en plus exigeantes. L'efficacité énergétique des aéronefs a été optimisée à travers l'exploitation de matériaux rigides et de faible densité comme les poutres sandwich, au détriment des performances vibratoires de l'ensemble de la structure. Ce changement de normes dans l'industrie incite au développement de nouvelles approches pour le contrôle des vibrations.Les solutions actuelles pour le contrôle vibratoire sont limitées dans leurs utilisations par leurs bandes de fréquences optimales. L'objectif de cette thèse est de confiner les vibrations de différentes fréquences sur des positions distinctes de la structure en bio-mimant le phénomène de tonotopie responsable du mécanisme de l'audition dans l'oreille interne. Ce phénomène servira en définitive à l'optimisation de la dissipation et de la conversion d'énergie vibratoire en plaçant les dispositifs de contrôle sur les positions où leurs efficacité est maximale.Le phénomène de la tonotopie est d'abord examiné dans plusieurs domaines. L'étude du mécanisme de l'audition dans l'oreille interne met en évidence la nécessité d'avoir un gradient de propriété dans la structure pour avoir une tonotopie. En parallèle, l'étude des systèmes mécaniques désaccordés montre que le phénomène de « tunrning point » peut engendrer un confinement de vibrations. En effet, en divisant la structure en deux parties : une propagative et une non-propagative, le Turning Point constitue le mécanisme fondamental dans la localisation des vibrations.Dans le but d'explorer la réalisabilité de la tonotopie dans des structures industrialisable, des modèles de plus en plus complexes sont utilisés. Un modèle analytique d'une poutre sandwich encastrée sur la peau inferieure avec une âme n à gradient de raideur longitudinal est d'abord développé. Il confirme qualitativement la possibilité d'obtenir une tonotopie à l'aide d'un « tunrning point » dont la position le long de la structure dépend de la fréquence. Un deuxième modèle d'un ensemble d'oscillateurs couplés est ensuite développé pour une estimation plus quantitative de la tonotopie. Ce modèle montre l'effet de la variation séparée des différents paramètres (masse, raideur, couplage, amortissement) sur la localisation des vibrations. Il montre aussi l'effet combiné des diverses variations.La création du gradient de propriété constitue un des verrous technologiques les plus importants dans cette thèse. L'impression 3D est identifiée comme le moyen le plus adapté pour la réalisation du matériau d'âme. Une structure en cellules de Voronoï, semblable aux mousses, est choisie comme brique élémentaire de notre matériau. Ce choix est motivé par les caractéristiques de la structure permettant l'obtention d'un gradient continu et de large amplitude. Des échantillons de différentes densités de ce matériau sont testés mécaniquement en statique et en dynamique afin de reconstituer le gradient effectif du matériau imprimé qui va être utilisé dans un modèle en éléments finis.Le matériau à gradient de propriété est ensuite intégré en tant qu'âme dans une structure sandwich. Dans cette configuration, la structure présente un phénomène semblable à un Trou Noir Acoustique où les vibrations sont localisées à l'extrémité de la structure.Enfin, le matériau à gradient est utilisé comme une âme d'une poutre sandwich encastrée sur la peau inférieure encastré sur la peau inférieure. Cette structure démontre la réalisabilité du phénomène de tonotopie recherchée.