Etude du comportement vibro-acoustique des structures nervurées

Guezzen Samir

Description

IV - Conclusion générale IV - Conclusion générale L’objectif de ce travail était l’analyse des effets vibro-acoustiques générés par des nervures insérées dans une structure vibrante comme une boîte de vitesse. La démarche utilisée afin d’élaborer une modélisation numérique du rayonnement acoustique a été validé à partir de mesures expérimentales. Sur ce type de structure de géométrie complexe, les modèles de calcul sont basés sur des méthodes du type éléments finis et éléments de frontières. Afin de cerner le problème lié à la présence de nervures, nous avons choisi de simplifier la structure porteuse en étudiant le cas d’une plaque et ensuite d’une boîte vibrante avec et sans nervures. Sur ces deux structures, nous avons procédé à une expérimentation vibro-acoustique caractérisée par l’acquisition de l’énergie vibratoire et de la puissance acoustique rayonnée par intensimètrie. Tous ces résultats ont constitué une base de données utilisée pour la confrontation aux résultats théoriques. En ce qui concerne la modélisation numérique, nous nous sommes engagés dans trois voies numériques basées sur la méthode des éléments finis pour l’aspect vibratoire ( utilisation de Ideas ou Sysnoise) et sur la méthode des éléments frontière pour le rayonnement acoustique. La partie vibratoire est commune, mais la partie acoustique à été abordée par : 1- l’utilisation de la méthode BEM directe avec baffle, du logiciel Sysnoise, qui est basée sur une ...

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Extrait

IV  Conclusion générale L’objectif de ce travail était l’analyse des effets vibro-acoustiques générés par des nervures insérées dans une structure vibrante comme une boîte de vitesse. La démarche utilisée afin d’élaborer une modélisation numérique du rayonnement acoustique a été validé à partir de mesures expérimentales. Sur ce type de structure de géométrie complexe, les modèles de calcul sont basés sur des méthodes du type éléments finis et éléments de frontières. Afin de cerner le problème lié à la présence de nervures, nous avons choisi de simplifier la structure porteuse en étudiant le cas d’une plaque et ensuite d’une boîte vibrante avec et sans nervures. Sur ces deux structures, nous avons procédé à une expérimentation vibro-acoustique caractérisée par l’acquisition de l’énergie vibratoire et de la puissance acoustique rayonnée par intensimètrie. Tous ces résultats ont constitué une base de données utilisée pour la confrontation aux résultats théoriques. En ce qui concerne la modélisation numérique, nous nous sommes engagés dans trois voies numériques basées sur la méthode des éléments finis pour l’aspect vibratoire ( utilisation de Ideas ou Sysnoise) et sur la méthode des éléments frontière pour le rayonnement acoustique.

La partie vibratoire est commune, mais la partie acoustique à étéabordée par : 1- l’utilisationde la méthode BEM directe avec baffle, du logiciel Sysnoise, qui est basée sur une simplification de la géométrie de la nervure lors du calcul acoustique ; ce qui apporte un gain de temps de calcul. 2- L’élaboration,sous Matlab, d’une approche identique à la méthode BEM directe, mais sans aucune simplification au niveau de la nervure. 3- L’utilisationde la méthode BEM indirecte au logiciel Sysnoise, qui est une approche plus adaptée aux structures de géométries complexes, mais dont l’élaboration est moins simple et reste assez gourmande en temps de calcul.

Les mesures ont permis de valider qualitativement les résultats obtenus avec la première approche (BEM directe Sysnoise). Cette première approche a permis par la suite, d’évaluer les résultats obtenus par les deux autres approches. Le troisième modèle (BEM indirecte) a été utilisé pour prédire le comportement vibro-acoustique d’une structure nervurée.

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Plusieurs configurations liées à des variations telles que le nombre, la position et les dimensions de la nervure, ont été étudiées en termes d’énergie vibratoire et de puissance acoustique. Dans la gamme des fréquences d’analyse étudiées, on peut résumer les principaux résultas par : - Laprésence des nervures dans une structure vibrante a tendance à rigidifier cette dernière, et on ne doit pas simplifier sa forme géométrique lors du calcul acoustique car sa participation au rayonnement n’est pas négligeable. - Ence qui concerne les dimensions d’une nervure, nous pouvons dire que sil’on reste dans des dimensions réalistes, l’effet de petites variations est faible sur le comportement vibro-acoustique. Néanmoins, l’accroissement de la hauteur de la nervure diminue la puissance acoustique en basse fréquence. Cette diminution devient importante lorsqu’on augmente le nombre de nervures, avec l’accroissement de leur hauteur. La largeur de la nervure n’agit pas de façon significative sur les niveaux globaux de la puissance acoustique rayonnée. - L’augmentationdu nombre de nervures diminue le niveau global de la puissance acoustique, et ceci reste valable lorsque les comparaison se font à masse constante. - Ladiminution de l’énergie vibratoire et de la puissance acoustique est plus importante dans le cas d’une nervure disposée suivant la longueur que dans le sens de la largeur, que la nervure soit centrée ou décentrée. - Enutilisant des dimensions comparables, le comportement des nervures à ailettes est globalement semblable à celui des nervures du type bossage. - Comparéau facteur de rayonnement d’une plaque simple, celui d’une plaque nervurée ‘1 à 4 nervures du type ailette) est caractérisé par plusieurs émergences fréquentielles (σ >1) autour de la fréquence critique associée à la plaque simple. L’origine de ces émergences est liée aux fortes vibrations des nervures (modes locaux, et modes couplés ). - Lesrésultats obtenus sur la plaque nervurée restent valides lorsque cette dernière occupe une des six faces d’une boîte parallélépipédique ( à 5 faces sans nervures). - Uncertain nombre de configurations, liées à des variations d’épaisseur, et de positionnement de la nervure, ont été étudiées et les résultats obtenus montrent l’importance de l’emplacement de l’excitation mécanique ponctuelle utilisée. La face excitée reste globalement la plus rayonnante et la plus sensible aux diverses variations abordées. Ce travail a permis de mettre en évidence l’importance de la mise en compte des nervures dans les calculs vibro-acoustiques, non seulement par leur influence sur l’état vibratoire mais aussi par le rayonnement qu’elles occasionnent.

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Cette étude ouvre la voie à la modélisation numérique d’une boîte de vitesse, cependant il subsiste encore un vaste domaine d’investigation pour prédire les excitations internes, les amortissements à prendre en compte et la présence d’huile dans le carter.

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