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Cours
Responsable(s) Zhaoheng Liu

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Préalables

Programme(s) : 7684,7884
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    MAT265 ET MEC222 ET MEC423    
             
 

Unités d’agrément

23,1 % 9,3 % 23,1 % 44,4 %
Total d'unités d'agrément : 64,8

Qualités de l’ingénieur

 
Q1
i1
Q2
i1
i2
i3
i4
Q3
i1
i2
i3
Q4
i2
Q5
i1
i2
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Q6
Q7
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Q8
Q9
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Q10

Q11

Q12
Qn
 Qualité visée dans ce cours  
Qn
   Qualité visée dans un autre cours  
  Indicateur enseigné
  Indicateur évalué
  Indicateur enseigné et évalué

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Descriptif du cours

Au terme de ce cours, l’étudiante ou l’étudiant aura acquis les principes fondamentaux de la conception de structures soumises à des excitations dynamiques, les principes d'isolation des machines et d'amortissement des vibrations. Il sera initié aux techniques de mesures vibratoires.

A la fin du cours, l’étudiante ou l'étudiant sera en mesure:
• de faire la modélisation simplifiée de systèmes dynamiques complexes;
• de simuler numériquement la dynamique des systèmes avec Matlab, Simulink et E.F;
• de comparer les résultats obtenus théoriquement, par EF ainsi que par mesures expérimentales pour déterminer les paramètres modaux des structures;
• de calculer les propriétés vibratoires d’un mécanisme et en tirer les principes de conception pour limiter les vibrations;
• d’utiliser les concepts d’amortissement des vibrations, d’isolation de machines et des absorbeurs dynamiques pour réduire les vibrations.

Degrés de liberté; modélisation des systèmes vibratoires; sources de vibrations. Systèmes à 1 degré de liberté : équations du mouvement; vibrations libres; mesure d'amortissement; vibrations forcées harmoniques; isolation des machines; excitation par la base et déséquilibre des rotors; réponse impulsionnelle, transformée de Laplace, vibration aléatoire. Amortissement des structures, friction. Systèmes à plusieurs degrés de liberté : résonances et modes, vibration naturelle, vibration forcée harmonique, absorbeur dynamique, analyse modale. Techniques de mesure vibratoire. Méthode des éléments finis : matrices de masse et de rigidité, techniques d'assemblage et applications au calcul vibratoire des poutres et barres.

Travaux de laboratoire portant sur la mesure vibratoire, sur l'analyse modale des structures par mesures expérimentales et par éléments finis. Utilisation de logiciels Matlab de simulation de la dynamique





Objectifs du cours

  • Sensibiliser et fournir à l'étudiant les notions de base théoriques des phénomènes vibratoires;
  • donner à l'étudiant des outils de conception pour lutter contre les vibrations en tenant compte des aspects de sécurité;
  • fournir à l'étudiant les notions de conception de structures en dynamique des vibrations;
  • donner à l’étudiant les notions de base en mesure des vibrations.

À la fin du cours, l’étudiant devrait être capable de :

  • faire la modélisation simplifiée de systèmes dynamiques;
  • faire les simulations numériques de la dynamique des structures avec Matlab, Simulink et éléments finis;
  • calculer les propriétés vibratoires d’un mécanisme et en tirer les principes de conception;
  • utiliser les concepts d’amortissement des vibrations et d’isolation de machines;
  • mesurer les vibrations et paramètres modaux d’une structure.

Stratégies pédagogiques

  • Apprentissage coopératif en groupes restreints: des équipes de trois ou quatre seront constituées pour réaliser les laboratoires et projets.
  • 3h30 de cours par semaine. De nombreux exemples seront faits en classe pour permettre aux étudiants de bien assimiler la théorie et les techniques présentées en cours.
  • 7 à 8 séances de travaux pratiques de 3 heures permettant à l'étudiant d'assimiler les notions théoriques de la matière.
  • 2 séances de laboratoire informatique par équipes permettant aux étudiants de se familiariser avec les techniques de résolution numérique (boîte à outils SIMULINK de MATLAB) et la méthode des éléments finis.
  • 2 séances de laboratoire de mesure expérimentales par équipes permettant aux étudiants de se familiariser avec la mesure de vibrations par excitation forcée et l’analyse modale expérimentale.
  • 2 projets en équipes.
    • Projet 1 : Conception par simulation numérique à l’aide de SIMULINK.
    • Projet 2 : Analyse modale expérimentale et conception en vibration à l’aide de la méthode des éléments finis.
  • Moyens de calcul : la calculatrice TI est l’outil de base pour les calculs.  Elle devra être apportée à tous les cours, TP, laboratoire et examens.  Un ordinateur (logiciels MATLAB/SIMULINK et EF) sera utilisé dans les laboratoires et pour le projet.
  • Des systèmes d’acquisition de données, capteurs et analyseurs de vibration seront utilisés dans les laboratoires expérimentaux.


Utilisation d’appareils électroniques

Calculatrice TI, MATLAB, ANSYS.


Coordonnées du personnel enseignant le cours

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