Comportement dynamique des rotors à arbre conique en matériaux composites

Abstract

Le travail de cette thèse est consacré à l’étude du comportement dynamique et stabilité des rotors en matériaux composites à arbre conique, une version h–p de la méthode des éléments finis est utilisée pour modéliser la structure. Un élément fini de type poutre avec six degrés de liberté par nœud est développé. Une étude théorique est faite pour l'établissement de l'énergie cinétique et l'énergie de déformation du système (arbre, disque) nécessaires à la détermination des équations du mouvement. Dans cette étude la déformation transversale de cisaillement, l'inertie rotatoire, l’effet gyroscopique et l'effet de couplage dû à la stratification des couches de l’arbre en matériaux composites sont pris en considération. Un programme est élaboré pour le calcul des fréquences propres et des vitesses critiques du système. Les résultats obtenus comparés avec ceux disponibles dans la littérature montrent la rapidité de la convergence, l'exactitude et l'efficacité de la méthode utilisée. Plusieurs exemples sont traités, et une discussion est établie pour déterminer l’influence des différents paramètres étudiés.

The work of this thesis is devoted to the study of the dynamic behavior and stability of rotors in cone-shaped composite materials, an h-p version of the finite element method is used to model the structure. A beam-type finite element with six degrees of freedom per node is developed. A theoretical study is made for the establishment of the kinetic energy and the energy of deformation of the system (tree, disk) necessary for the determination of the equations of the movement. In this study transverse shear deformation, rotational inertia, gyroscopic effect and coupling effect due to the stratification of composite tree layers are taken into consideration. A program is developed for calculating eigenfrequencies and critical speeds of the system. The results obtained compared with those available in the literature show the speed of convergence, accuracy and efficiency of the method used. Several examples are treated, and a discussion is established to determine the influence of the different parameters studied.