fiche-stage-these-2005

Balmes

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• Publié par: Vouv
• Nombre de lectures: 88
• Langue: Français

Extrait

STAGE de MASTER, suivi d'une THESE CIFRE, en dynamique et

vibrations, société TURBOMECA

SUJET DU STAGE

Au sein de la direction technique et du service en charge des méthodes en dynamiques des

structures, vous effectuez un travail de recherche dans le cadre de votre stage de MASTER puis dans

le cadre d'une THESE CIFRE, pour introduire une notion de robustesse, vis-a-vis des imperfections

inhérentes à leur fabrication concernant les amplitudes de vibration des roues aubagées.

Vous êtes amené ainsi à évaluer des configurations de pales limitant leurs sensibilités aux vibrations.

Dans ce cadre, vous articulez votre recherche en établissant les bases théoriques concernant la

robustesse en vibrations et en validant les hypothèses par des simulations numériques.

COMPLEMENT DE DESCRIPTION DE LA RECHERCHE (STAGE ET

THESE)

Le sujet du stage et de la thèse concerne la conception robuste en vibrations d’une structure à

symétrie cyclique désaccordée intentionnellement, avec prise en compte des effets aéroélastiques.

Les incertitudes considérées seront :

- les incertitudes induites par la modélisation (aéro et méca)

- les tolérances de fabrication.

L’application sera développée sur une roue aubagée pour laquelle les modèles 3D aérodynamique et

mécanique sont disponibles et pour laquelle des mesures ont été réalisées.

Les grandes phases de cette recherche seront :

1- Types de modèles TM 3D aéro - structure symétrie cyclique- équations généralisées.

Problématique du désaccordage intentionnel et aléatoire.

2- Formulation - Construction de la fonction de coût.

3- Implémentation des modèles d’incertitude.

4- Critères en présence de modèles probabilistes - Domaine de confiance

5- Optimisation globale

PARTENARIAT UNIVERSITAIRE

Le stage se déroulera à Turbomeca.

La thèse s'inscrit dans le cadre d’un partenariat avec le laboratoire de Mécanique (EA 2345) de

l’Université de Marne-la-Vallée, le directeur universitaire de la thèse étant Christian Soize.

Indemnités de stage

Montant mensuel brut: 1000 Euros (montant mensuel net perçu: environ 850 Euros net)

Durée du stage

5 mois minimum, entre février et aout 2005. La thèse pourrait commencer à partir de septembre 2005

PROCEDURE DE DEPOT DE CANDIDATURE

Merci d'envoyer votre CV et lettre de motivation à

[e-mail]

avec copie à

Yann Mouze :

[e-mail]

et Christian Soize :

[e-mail]

Turbomeca est le leader mondial de la conception et de la vente de turbines à gaz de petite et moyenne

puissances pour hélicoptères.

Turbomeca fabrique également des turbines pour avions et missiles, ainsi que pour différentes applications

terrestres et marines. La société fait partie du groupe Snecma, groupe industriel aéronautique et spatial de

premier plan international spécialisé dans la propulsion, les équipements et les services associés.

Pour mieux connaître Turbomeca:

http://www.turbomeca.com/public/fr/index.php

DESCRIPTION THESE "CONCEPTION ROBUSTE EN

VIBRATIONS"

La conception robuste, initialement proposée par G. Taguchi, est une méthode de conception basée

sur les statistiques afin d'améliorer la qualité d'un produit en minimisant les effets des variations sans

en éliminer les causes.

Une des caractéristiques des turbomachines est d'avoir des résonances dans le domaine de

fonctionnement. Ces résonances ont toujours créé des difficultés en développement et affecté la

fiabilité des composants. Les tendances actuelles à la réduction du nombre de composants,

conduisant

à

la

conception

de

composants

toujours

plus

chargés

mécaniquement

et

aérodynamiquement, et la généralisation des disques aubagés monoblocs (peu amortis) expliquent la

permanence des problèmes de fatigue vibratoire. Le domaine concerné est celui des basses

fréquences où l’approche modale reste pertinente.

Les roues aubagées sont par conception des structures à symétrie cyclique. Cette propriété les rend

alors peu robustes. Plus précisément, les dispersions de fabrication induisent en dynamique vibratoire

une modification conséquente des comportements mécaniques en venant rompre cette condition de

symétrie.

Dans les problèmes d’interaction fluide léger-structures (phénomènes aéroélastique, aéroacoustique,

…) les harmoniques des efforts du fluide léger ne sont pas négligeables au voisinage des fréquences

propres devant les termes élastiques ou d’inertie qui dès lors se compensent. Les termes de

couplages entre modes voisins jouent donc un rôle prépondérant sur la stabilité.

En séparant volontairement les fréquences, le terme de couplage entre modes voisins devient

négligeable: il est intéressant de désaccorder délibérément des roues aubagées pour augmenter leur

marge à la stabilité : c’est ce qui est appelé désaccordage ou brisure de symétrie dont le but est

séparer les fréquences propres.

En réponse forcée, une conception est dite "robuste" si les amplitudes de vibrations des pales d'une

roue aubagée sont peu sensibles aux imperfections inhérentes à leur fabrication.

Il est connu [1] que certains désaccordages de roues aubagées peuvent conduire à une amplification

de la réponse forcée beaucoup plus forte que dans le cas accordé, mais il existe aussi des

désaccordages permettant de réduire cette amplitude [2].

Il y a donc des possibilités de réduction des amplitudes de vibrations en réponse forcée et

d’augmentation de marge à la stabilité par le désaccordage, possibilités déjà explorées et utilisées

dans les turbomachines.

Récemment, un nouveau concept [3] relatif à l’espacement des valeurs propres est apparu, cet

espacement semblant être une caractéristique des spectres rencontrés dans l’univers.

L'étude proposée consiste à poser des bases théoriques concernant la robustesse en vibrations, et

leur validation par des méthodes numériques. On s'attachera à traiter en particulier le désaccordage

des structures à symétrie cyclique.

Cette proposition supportée par TURBOMECA s’inscrit dans le programme MAIA de recherche en

mécanique du groupe SNECMA.

[1]

Whitehead,D.,S. 1966, “Effects of Mistuning on the vibration of turbomachine blades induced

by wakes”, Int J. of Mechanical Engineering Science, (8), pp 15-21

[2]

Choi, B.K., Lentz, J., Rivas-Guerra, A.J., Mignolet, M.P.,“Optimization of Intentional Mistuning

Patterns”, Presented at the IGTI Turbo Expo 01, New Orleans, Louisiana, June 4-7,2001, ASME

Paper 2001-GT-293.

[3]

P. Diaconis, Patterns in eigenvalues: the 70

th

Josiah Willard Gibbs lecture, in Bulletin of the

American Mathematical Society 40, 155-178,2003.