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Responsable(s) Zhaoheng Liu

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Cours

Période

Activités

1

Vibration des systèmes discrets à 1 degré de liberté (Révisions)

 

Équations du mouvement. Fréquences naturelles. Amortissement. Vibrations libres non amorties et amorties. Simulations numériques (Matlab et Simulink). Réponse à un mouvement harmonique. Amplification. Transmissibilité. Réponses impulsionnelles. Réponse à une excitation arbitraire.

2

Vibration des systèmes discrets à plusieurs degrés de liberté (Révisions)

 

Équations du mouvement (Newton, Lagrange). Résonances et modes. Analyse modale. Réponse libre et forcée. Applications sous Matlab.

3 et 4

Vibration des systèmes continus

 

Vibration des cordes, tiges et poutres. Modes et fréquences naturelles. Vibration des membranes et plaques.

5

 Méthode des éléments finis

 

Principe des travaux virtuels. Coordonnées généralisées. Éléments de barres. Éléments de poutres. Matrices de masse et de rigidité. Assemblage de systèmes complexes. Conditions aux limites. Réduction de modèles.

6

Traitement du signal pour la mesure des vibrations

Signal temporel : niveau crête, niveau efficace, facteur de crête, Kurtosis.

Signal fréquentiel : Décomposition en série de Fourier, Calcul numérique des coefficients de Fourier, Transformée de Fourier, Échantillonnage des signaux, Phénomène de recouvrement, Théorème de Shannon, Principe d’incertitude de Heisenberg, Transformée discrète de Fourier, Vibration harmonique, Battement, Vibration aléatoire, Force d’impact, Choc répétitif, Effet du fenêtrage, analyse spectrale.

7

Analyse modale expérimentale

Décrément logarithmique. Analyse modale des structures. Extraction des paramètres modaux, résonances, amortissements. Mesure des modes.
8 et 9

Détection des défaillances de machines par surveillance vibratoire

Analyse spectrale des défauts de mécanismes. Suivi des vibrations. Type de descripteur des vibrations, mouvement vibratoire harmonique, déplacement, vitesse et accélération. Unités de vibration. Analyse fréquentielle en bande étroite. Analyse dans le domaine temporel, amplitude crête, amplitude efficace et décibel. Kurtosis, facteur de crête. Vibrations typiques de machines, Vibrations de balourd, lignage. Vibrations de roulements, engrenages.

 

 

10

 Méthodes expérimentales avancées

 

 Analyse des voies de transfert (TPA), Analyse Modale avancée (Méthodes de lissage des fonctions de transfert et d'appropriation modale), Traitement du signal avancé (Cepstre, modulation, transformée de Hilbert, Transformée de Fourier rapide, Transformée par Ondelettes).

11

 Méthodes de réduction des vibrations
Matériaux passifs, absorbeurs dynamiques, métamatériaux, contrôle actif.

12

Présentations orales des projets
 

Laboratoires et travaux pratiques

1. Laboratoires en équipe

Voir calendrier des travaux pour les dates de réalisations.

Les laboratoires s’effectueront sur un mécanisme qui comprend un moteur, un rotor, un accouplement, 2 roulements et des disques d’inertie.

  • Laboratoire 1 et 2 : Méthode des éléments finis sous le logiciel Ansys

Ce sont deux laboratoires informatiques qui permettront aux étudiants de se familiariser avec le logiciel d’éléments finis Ansys, de l’appliquer au calcul d’une poutre puis d'un rotor (analyse modale et excitation forcée). 

  • Laboratoires 3 : Analyse Modale Expérimentale (AME) .

La première partie porte sur l’AME d'une structure simple (poutre) à l’aide d'un marteau de choc et d'un accéléromètre. Les fréquences de résonance, les taux d'amortissement ainsi que les déformées des modes de la structure sont mesurés/définis et comparés ceux trouvés par la théorie et par calculs numériques, La mesure des paramètres mécaniques d'un matériau par potence d'Oberst sera abordée.

La deuxième partie porte sur l'AME d'un ski par la méthode d'impact et l'identification du module d'Young équivalent du ski.

  • Laboratoires 4  : Équilibrage et diagnostique de défauts

On s'intéresse à l'équilibrage et au diagnostique de défauts par l'analyse des mesures vibratoires d’un système tournant comprenant un moteur, un rotor, des accouplements et des roulements. .

  • Laboratoires 5 : Traitement du signal avancé

 

2. Projet (20 %)

Le projet consiste à étudier un phénomène vibratoire, en s’appuyant sur une revue de la littérature (recherche bibliographique) et sur des simulations numériques. Il se conclura par un rapport technique (15 %) et une présentation orale (5 %).

Liste des projets proposés (vous pouvez proposer un projet différent):

  1. Amortissement des structures;
  2. Applications des viscoélastiques pour amortir les vibrations;
  3. Isolation des machines;
  4. Absorbeurs dynamiques;
  5. Dynamique des rotors;
  6. Vibrations de machines;
  7. Vibrations des roulements;
  8. Vibrations des engrenages;
  9. Vibrations des moteurs;
  10. Exposition globales du corps humain aux vibrations;
  11. Exposition aux vibrations segmentaires des travailleurs;
  12. Confort et stabilité des véhicules;
  13. Vibrations des outils de coupe;
  14. Dynamique du système non-linéaire véhicule/conducteur (voiture)
  15. Dynamique du système non-linéaire véhicule/conducteur (camion/semi-remorque)
  16. Métamatériaux en vibration;
  17. Sujet libre à proposer.

NOTE : Le rapport du projet effectué dans le cadre du cours MEC525 (même si légèrement modifié) n’est pas acceptable.

 

Présentez votre avant-projet (sur 1 page) pour approbation avant le 24 janvier 2024.

                    Modèle d’avant-projet

  • Sujet
  • Problématique
  • Objectif
  • Méthode envisagé