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Simulation des vibrations mécaniques, 2e édition

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728 pages
Ce livre s’adresse principalement aux élèves des écoles d’ingénieurs et aux diplômés de ces écoles qui poursuivent leurs études. L’objectif de cet ouvrage est de montrer les concepts de base relatifs à l’étude des vibrations mécaniques en présentant, avec une complexité croissante, les différentes notions nécessaires à l’accomplissement du travail d’analyse de l’ingénieur en dynamique des systèmes. Dans cet ouvrage, le lecteur trouvera une panoplie de techniques de vibration qui doivent être maîtrisées pour accomplir sa tâche de concepteur, d’analyste ou d’expérimentaliste, dont la modélisation des systèmes mécaniques, l’amortissement des structures, les systèmes discrets à un ou plusieurs degrés de liberté, les systèmes continus, la méthode des éléments finis et l’analyse modale. Comme l’ingénieur moderne ne peut se passer des méthodes numériques pour traiter de problèmes complexes, l’accent de cet ouvrage est mis sur les méthodes de résolution à l’aide de Matlab, Simulink et du logiciel d’éléments finis Ansys. Il aborde certes des notions mathématiques, mais également des concepts physiques et des méthodes pratiques illustrant des applications en ingénierie.
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Marc THOMAS, Frédéric LAVILLE
Simulation des vibrations mécaniques par Matlab, Simulink et Ansys
e 2 ÉDITION
Presses de l’Université du Québec
Simulation des vibrations mécaniques
Membre de
PREŝŝEŝ E L’UNIvERŝIté û QûébEç Le Delta I, 2875, boulevard Laurier, bureau 450, Québec (Québec) G1V 2M2 Téléphone :418 6574399Télécopieur :418 6572096 Courriel :puq@puq.caInternet :www.puq.ca
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Marc THOMAS, Frédéric LAVILLE
Simulation des vibrations mécaniques par Matlab, Simulink et Ansys
e 2 ÉDITION
Presses de l’Université du Québec
Catalogage avant publication de Bibliothèque et Archives nationales du Québec et Bibliothèque et Archives Canada
Thomas, Marc
Simulation des vibrations mécaniques par Matlab, Simulink et Ansys e 2 édition.
Comprend des références bibliographiques. Publié en formats imprimé(s) et électronique(s). Publié en collaboration avec : École de technologie supérieure.
ISBN 9782760547841 ISBN 9782760547858 (PDF) ISBN 9782921145879 (École de technologie supérieure) 1. Vibration – Simulation par ordinateur. 2. Mécanique – Simulation par ordinateur. 3. Dynamique – Simulation par ordinateur. 4. Analyse modale (Ingénierie). 5. Traitement du signal. 6. Vibration – Problèmes et exercices. I. Laville, Frédéric. II. Université du Québec. École de technologie supérieure. III. Titre. TA355.T46 2017 620.301’13 C20179407163  C20179407171
Couverture YvEŝ ToûGàŝ Mise en page ÉçoLE E tEçhNoLoGIE ŝûpéRIEûRE
E Dépôt LéGàL : 2 tRImEŝtRE 2017  Bibliothèque et Archives nationales du Québec  Bibliothèque et Archives Canada
©2017 – PREŝŝEŝ E L’UNIvERŝIté û QûébEçTous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservés
Imprimé au Canada D47841 [01]
Préface La théorie des vibrations, voilà un grand thème très souvent traité par différents auteurs ! Ce livre présente l’originalité de couvrir cette matière en mettant l’accent sur l’aspect pratique du travail de l’ingénieur en dynamique des systèmes grâce à de nombreuses illustrations d’applications industrielles. Comme le travail de l’ingénieur moderne ne peut se faire sans faire appel à l’informatique pour traiter des cas complexes, l’accent de cet ouvrage est mis sur des méthodes numériques de résolution en utilisant Matlab, Simulink et le logiciel d’éléments finis Ansys. De nombreux logiciels d’application, écrits en Matlab, sont donnés dans cet ouvrage. Cet ouvrage est élaboré en complexité croissante et s’adresse par conséquent autant aux élèves des écoles d’ingénieurs qu’aux diplômés de ces écoles qui poursuivent leurs études. Les notions fondamentales sont présentées, d’une part, avec la modélisation des systèmes mécaniques en systèmes discrets (chap. 2 et 3) et, d’autre part, avec l’analyse des systèmes à 1 degré de liberté, qu’ils soient en vibration libre (chap.4), soumis à des excitations quelconques (chap. 5) ou à des excitations harmoniques (chap. 6 et 7). S’ensuit au chapitre 8, une présentation de l’analyse de différents types d’amortissement (visqueux, sec, structural, composite viscoélastique). Les systèmes à plusieurs degrés de liberté sont résolus en adoptant l’approche modale (chap. 9, 10) et la méthode de l’impédance mécanique (chap. 11). L’analyse des systèmes continus (câbles, poutres, membranes et plaques) est ensuite décrite au chapitre 12. Les expérimentalistes seront intéressés par le chapitre 13 qui décrit les techniques expérimentales d’analyse modale et de traitement de signal, alors que les informaticiens seront intéressés par le chapitre 14 qui décrit la méthode des éléments finis, appliquée aux barres et aux poutres. Les deux derniers chapitres concernent des sujets de spécialité, tels l’étude de la fatigue (chap. 15) et la transmission des vibrations au corps humains pour ceux qui sont intéressés par la santé et sécurité du travail (chap.16). Le lecteur pourra donc choisir les chapitres qui l’intéressent. C’est le livre de référence du cours d’ingénieurs :Conception vibratoire et dynamique des systèmes, ainsi que du cours de maîtrise :Vibrations avancées, théorie et pratique, délivrés à l’École de Technologie Supérieure. À la fin de chaque chapitre, le lecteur trouvera une série d’exercices qui lui faciliteront la compréhension de la matière. Certaines parties sont techniques, d’autres mathématiques. Les mathématiques nécessitent des connaissances particulières, mais ne sont présentées que pour expliquer les phénomènes physiques et le lecteur pourra choisir à son gré d’en examiner tous les détails ou tout simplement d’en éluder les démonstrations, selon ses propres affinités, pour mieux se consacrer à la physique des phénomènes, sans qu’il y ait une perte de la compréhension. Enfin, ce livre se veut un recueil de l’état des
Simulation des vibrations mécaniques par Matlab, Simulink et Ansys Préface
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connaissances établies et publiées dans le domaine par différents experts. Le lecteur intéressé par un sujet spécifique est encouragé à compléter sa formation en consultant les différents ouvrages qui ont servi à documenter ce livre et qui sont référés à la fin de cet ouvrage.
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Simulation des vibrations mécaniques par Matlab, Simulink et Ansys Préface