Logo ÉTS
Session
Cours
Responsable(s) Zhaoheng Liu

Se connecter
 

Sauvegarde réussie
Echec de sauvegarde
Avertissement
École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Zhaoheng Liu


PLAN DE COURS

Été 2022
MEC525 : Conception vibratoire et dynamique des structures (4 crédits)


Modalités de la session d’été 2022


Vous trouverez ci-dessous les modalités de la session d’été 2022. Vous devez les lire attentivement.


Pour assurer la tenue de la session d’été 2022, les modalités suivantes seront appliquées :


  • Les activités d’enseignement de la session d’été 2022 comprendront des activités en présence et à distance, lesquelles seront ajustées en fonction de l’évolution de la situation socio-sanitaire.
  • Pour les cours (ou séances de cours) donnés à distance, l’étudiant doit avoir accès à un ordinateur, un micro, une caméra et un accès à internet, idéalement de 10Mb/s ou plus. L’étudiant doit ouvrir sa caméra et/ou son micro lorsque requis, notamment pour des fins d’identification ou d’évaluation.
  • Les cours (ou séances de cours) donnés à distance pourraient être enregistrés, afin de les rendre disponibles aux étudiants inscrits au cours.
  • La notation des cours sera la notation régulière prévue aux règlements des études de l’ÉTS.
  • Les examens (intra, finaux) se feront en présence, tant que la situation socio-sanitaire le permet.
  • Le contexte actuel oblige bien sûr l’ÉTS à suivre de près l’évolution de la pandémie de COVID-19, laquelle pourrait entraîner, avant ou après le début de la session d’été 2022, un resserrement des directives et recommandations gouvernementales. Nous vous assurons que l’ÉTS se conformera aux règles en vigueur afin de préserver la santé publique et que, si requis, elle pourrait aller jusqu’à interdire l’accès physique au campus universitaire et ordonner que toutes les activités d’enseignement et d’évaluation soient exclusivement données à distance pour tout ou partie de la session d’été 2022. Ainsi, si les examens (intra, finaux) devaient se faire à distance, leur surveillance se fera à l’aide de la caméra et du micro de l’ordinateur et pourrait être enregistrée. Ceci est nécessaire pour se conformer aux exigences du Bureau canadien d’agrément des programmes de génie (BCAPG) afin d’assurer la validité des évaluations.
  • Des exigences additionnelles pourraient être spécifiées par l’ÉTS ou votre département, suivant les particularités propres à votre programme.

En vous inscrivant ou en demeurant inscrit à la session d’été 2022, vous acceptez les modalités particulières de la session d’été 2022.


Nous vous rappelons que vous avez jusqu’au 17 mai 2022 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.


Pour les nouveaux étudiants inscrits au programme de baccalauréat uniquement, vous avez jusqu’au 31 mai 2022 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.




Préalables
Programme(s) : 7684,7884
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    MAT265 ET MEC222 ET MEC423    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 64,8 23,1 % 9,3 % 23,1 % 44,4 %




Qualités de l'ingénieur

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



Descriptif du cours

Acquérir les principes fondamentaux de la conception de structures soumises à des excitations dynamiques, les principes d'isolation des machines et d'amortissement des vibrations. S’initier aux techniques de mesures vibratoires.

Au terme de ce cours, 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 3h00 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.




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Jeudi 08:30 - 11:30 Travaux pratiques et laboratoire
Jeudi 13:30 - 17:00 Activité de cours
02 Mardi 13:30 - 17:00 Activité de cours
Mercredi 13:30 - 16:30 Travaux pratiques et laboratoire



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Farid Mabrouki Activité de cours cc-Farid.MABROUKI@etsmtl.ca
01 Aidin Delnavaz Travaux pratiques et laboratoire cc-AIDIN.DELNAVAZ@etsmtl.ca
02 Farid Mabrouki Activité de cours cc-Farid.MABROUKI@etsmtl.ca
02 Aidin Delnavaz Travaux pratiques et laboratoire cc-AIDIN.DELNAVAZ@etsmtl.ca



Cours

 

Contenus traités dans le cours

Heures

S01

Mouvement harmonique : Définition de la vibration. Fonction harmonique, pulsation, fréquence, période, phase. Déplacement, vitesse, accélération. Unités.

3

S02

Modélisation physique : Éléments de base des systèmes mécaniques vibratoires. Passage d’un système réel à un modèle dynamique fait d’éléments simples (masse, ressort et amortisseur) en translation et en rotation.

3

S03

Mise en équation : Mise en équation du modèle dynamique obtenu à partir de la modélisation physique par une méthode systématique incluant l’évaluation du nombre de degrés de liberté du système, la construction des DCL de chaque élément et l’écriture des relations pour chaque élément.

3

S04

Réponse libre et réponse à une excitation harmonique : Vibration libre des systèmes non amortis et amortis.

3

S05

Résolution numérique : Mise en équation adaptée à la résolution numérique et utilisation de la boîte à outils SIMULINK dans l’environnement MATLAB. Comparaison avec les résultats obtenus analytiquement.

3

S06

Réponse libre et réponse à une excitation harmonique : Excitation harmonique des systèmes non amortis et amortis, amplification.

3

S07

Réponse à une excitation transitoire d’un système à un degré de liberté : Résolution analytique d’un système à un degré de liberté dans le cas d’une excitation transitoire. Examen de la réponse temporelle des systèmes. Utilisation de MATLAB pour générer les graphiques des réponses temporelles.

3

S08

Transmissibilité et isolation antivibratoire et excitation de la base : Transmissibilité des forces, isolation des machines. Excitation de la base, déséquilibre, vitesses critiques de rotors, mouvement relatif.

3

S09

Amortissement des vibrations : Énergie dissipée. Amortissement structural et de coulomb. Notion d’amortissement équivalent. Applications en vibrations libres et forcées.

3

S10

Systèmes à plusieurs degrés de liberté (vibrations libres) : Modèle à deux degrés de liberté non amorti, couplage, fréquences de résonances et modes. Réponse libre, coordonnées généralisées.

3

S11

Méthode des éléments finis : Principe de la méthode des éléments finis et application au calcul vibratoire des poutres.

3

S12

Systèmes à plusieurs degrés de liberté (méthodes de résolutions) : Analyse modale, formulation d’état et autres méthodes de résolutions.

3

S13

Systèmes à plusieurs degrés de liberté (vibrations forcées) : Méthode de compliance amortie.

1,5

S14

Amortisseur dynamique : Technique de neutralisation de la vibration à l’aide d’un absorbeur dynamique.

1,5

 

Total

39




Laboratoires et travaux pratiques

Voir la section "Stratégies pédagogiques".




Utilisation d'outils d'ingénierie

Des systèmes d’acquisition de données, capteurs et analyseurs de vibration seront utilisés dans les laboratoires expérimentaux.




Évaluation

 

Activité

Description

%

Date de remise

Projet 1

Simulation numérique du système vibratoire à l’aide de SIMULINK

15

15 juillet 2022

Projet 2

Application de la méthode des éléments finis en vibration (ANSYS) et l’analyse modale expérimentale

15

1er août 2022

Intra

Examen de mi-session

35

*

Final

Examen final

35

**

 * Voir les dates dans la section « Dates des examens intra » et aux calendriers de la section «Autres».

**Sera déterminée à la fin de la session.

 

  • Une note moyenne de 50 % ou plus dans les examens est nécessaire pour passer le cours.
  • Une note moyenne de 60 % ou plus dans tous les éléments est obligatoire pour passer le cours.



Double seuil
Note minimale : 50



Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 16 juin 2022
2 22 juin 2022



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Examens-finaux


Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

N/A




Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivants, la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur du département ou du SEG. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Dans tous les cas, l’étudiant doit effectuer sa demande en complétant le formulaire prévu à cet effet qui se trouve dans son portail Mon ÉTS/Formulaires. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat, Activité compétitive d’un étudiant appartenant à un club scientifique ou un club sportif d’élite de l’ÉTS ou au programme « Alliance sport étude » ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).



Plagiat et fraude
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat-general/Cadre-reglementaire/Documents/Infractions-nature-academique ) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet.  À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



Documentation obligatoire
  • Marc Thomas et Frédéric Laville, «Simulation des vibrations mécaniques par Matlab, Simulink et Ansys», Université du Québec, École de technologie supérieure, 2005, ISBN 2-921145-52-9, disponible à la COOP de l’ÉTS.



Ouvrages de références

Ouvrages de référence recommandés

  • Inman, D.J., «Engineering Vibration», Prentice Hall, 1994 ou 2001.
  • Rao, S. S., «Mechanical Vibrations», Addisson Wesley, 1995 ou 2003.

 

Ouvrages de références complémentaires

  • Drouin, B. et Senicourt, J.M., «De la mécanique vibratoire classique à la méthode des éléments finis», AFNOR, 1993.
  • Kelly, S.G., «Fundamentals of mechanical vibrations», McGraw Hill, 1993 ou 2000.
  • Ewins, D.J., «Modal Analysis: Theory and Practice», EUS, 1984.



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://ena.etsmtl.ca




Autres informations

Calendrier universitaireÉté 2022

MEC525 Groupe 01

Cours : Jeudi 13h30-17h00, Local : B-3418

TP/Labo : Jeudi 08h30-11h30, D-4017 (TP), A-1226 (Informatique), A-2214 (Labo)

 

Sem.

Lundi

Mardi

Mercredi

Jeudi

(Cours)

Jeudi

(TP et Lab.)

Vendredi

1

2 mai

 

 

3 mai

 

4 mai

Début des

cours

 

5 mai

Cours 01

(Modélisation)

5 mai

 

6 mai

 

2

9 mai

 

10 mai

 

11 mai

 

12 mai

Cours 02

 (Mise en équation)

12 mai

TP 01

 

13 mai

3

16 mai

 

17 mai

 

18 mai

 

19 mai

Cours 03

(Vibration libre, système

à 1 DDL

19 mai

TP 02

20 mai

4

23 mai

Férié

 

24 mai

 

25 mai

Horaire du

lundi

26 mai

Cours 04

(Excitation harmonique)

26 mai

TP 03

27 mai

5

30 mai

 

31 mai

 

1er juin

 

2 juin

Cours 05

(Transmissibilité)

2 juin

TP 04

3 juin

6

6 juin

 

7 juin

 

8 juin

 

9 juin

Cours 06

(Révision)

9 juin

TP 05

 

10 juin

7

13 juin

 

14 juin

 

15 juin

 

16 juin

Cours 07

(Excitation transitoire)

16 juin

TP 06

(Intra)

17 juin

 

8

20 juin

 

21 juin

 

22 juin

 

23 juin

Cours 08

(Amortissement)

23 juin

TP 07

(Simulink)

24 juin

Férié

 

9

27 juin

 

28 juin

 

29 juin

 

30 juin

Horaire du vendredi

30 juin

Horaire du

vendredi

1er juillet

Férié

 

10

4 juillet

 

5 juillet

 

6 juillet

 

7 juillet

Cours 09

(Vibration libre, plusieurs DDL) 

7 juillet

TP 08

8 juillet

 

11

11 juillet

 

12 juillet

 

13 juillet

 

14 juillet

Cours 10

(Méthode des

Éléments Finis)

14 juillet

TP 09

15 juillet

12

18 juillet

 

19 juillet

 

20 juillet

 

21 juillet

Cours 11

(Méthode des

modes normaux)

21 juillet

TP 10

(ANSYS)

22 juillet

13

25 juillet

 

26 juillet

 

27 juillet

 

28 juillet

Cours 12

(Méthode de compliance)

28 juillet

TP 11

29 juillet

 

14

1er août

 

2 août

 

3 août

 

4 août

Cours 13

(Révision)

4 août

TP 12

Fin des cours

5 août

 

 

 

  1. Examens finaux : 8 au 17 août 2022.
  2. Période d’entrevue de stage, sans examen pour les cours de jour : du 10 au 17 juin 2022.

 

 

 

Calendrier universitaireHiver 2022

MEC525 Groupe 02

Cours : Mardi 13h30-17h00, Local : B-3414

TP/Lab.: Mercredi 13h30-16h30, local TP : B-3432. Lab. Informatique A-1226. Mesures : A-2214

 

Sem.

Lundi

Mardi

Mercredi

Jeudi

Vendredi

Samedi

1

2 mai

3 mai

 

4 mai

Début des cours

 

5 mai

 

6 mai

 

7 mai

 

2

9 mai

 

10 mai

Cours 01

(Modélisation)

11 mai

TP 01

 

12 mai

 

13 mai

14 mai

 

3

16 mai

 

17 mai

Cours 02

 (Mise en équation)

18 mai

TP 02

19 mai

 

20 mai

21 mai

 

4

23 mai

Férié

 

24 mai

Cours 03

(Vibration libre, système à 1 DDL)

25 mai

Horaire du lundi

26 mai

 

27 mai

28 mai

 

5

30 mai

 

31 mai

Cours 04

(Excitation harmonique)

1er juin

TP 03

2 juin

 

3 juin

4 juin

 

6

6 juin

 

7 juin

Cours 05

(Transmissibilité)

8 juin

TP 04

9 juin

 

10 juin

11 juin

 

7

13 juin

 

14 juin

Cours 06

(Révision)

15 juin

TP 05

 

16 juin

 

17 juin

 

18 juin

 

8

20 juin

 

21 juin

Cours 07

(Excitation transitoire)

22 juin

TP 06

(Intra)

23 juin

 

24 juin

Férié

 

25 juin

 

9

27 juin

 

28 juin

Cours 08

(Amortissement)

29 juin

TP 07

(Simulink)

30 juin

Horaire du vendredi

1er juillet

Férié

 

2 juillet

 

10

4 juillet

 

05 juillet

Cours 09

(Vibration libre, plusieurs DDL)

6 juillet

TP 08

7 juillet

 

8 juillet

 

9 juillet

 

11

11 juillet

 

12 juillet

Cours 10

(Méthode des Éléments Finis)

13 juillet

TP 09

14 juillet

 

15 juillet

16 juillet

 

12

18 juillet

 

19 juillet

Cours 11

(Méthode des modes normaux)

20 juillet

TP 10

(ANSYS)

21 juillet

 

22 juillet

23 juillet

 

13

25 juillet

 

26 juillet

Cours 12

(Méthode de compliance)

27 juillet

TP 11

28 juillet

 

29 juillet

 

30 juillet

 

14

1er août

 

2 août

Cours 13

(Révision)

3 août

TP 12

4 août

 

5 août

Fin de cours

6 août

 

 

 

  1. Examens finaux : 8 au 17 août 2022.
  2. Période d’entrevue de stage, sans examen pour les cours de jour : du 10 au 17 juin 2022.