Contribution à l’étude de l’optimisation du contrôle des vibrations d’une poutre exposée à un champ thermique.

Abstract

الملخص(بالعربية):

على الرغم من إدماج المواد ذات انفعال كهربائي اجهادي ذات الاستعمال الواسع في مجال هندسة الطيران، إلا أنها لم تسلم من تأثير العوامل البيئية القاسية من درجات الحرارة العالية والمنخفضة، بل وهذا يعتبر إشكالا يجدر الإحاطة به. إن هذا العمل هو بمثابة مساهمة في دراسة أداء التحكم النشط في الاهتزاز لهياكل من نوع عارضة مصنوعة من المواد المركبة ومعرضة لعدة عوامل حرارية. تمّ اقتراح نموذج من عناصر منتهية بناء علىنظرية إجهاد القص من الدرجة الثالثة لعارضة مركبة مغطاة بالكاملبجهاز استشعارفي الجزءالعلوي وجهاز ضغط في الجزء السفلي مصنوعين من مواد ذات انفعال كهربائي إجهادي. تمّ استخدام مبدأ هاملتون لصياغة المعادلات الكهرو حرارية الميكانيكية. بعد نتائج عمليات المحاكاة العددية المختلفة، تم عرض تأثير درجة الحرارة على التحكم النشط في اهتزازات العارضة المركبة.

---------------------------------------------- Abstract : Piezoelectric materials are widely integrated in the aeronautic field. Their use in extreme environmental conditions (high and low temperatures) can caused a problem. This work is a contribution to the study of the active vibration control (AVC) performance of a composite beam subjected to thermal loading stress. A finite element model of a fully covered composite beam with piezoelectric sensor layer (on its upper part) and piezoelectric actuatorlayer (on its lower part), based on the third-order shear deformationtheory, is proposed. Hamilton's principle is used to formulate electro-thermo-mechanical equations. Following the results obtained from various numerical simulations, the temperature effect on the active vibrations control of the composite beam was clearly shown.

---------------------------------------------- Résumé : Les matériaux piézoélectriques sont largement intégrés dans le domaine aéronautique. Leur fonctionnement dans des conditions d’environnement extrêmes (Températures élevées et basses) constitue une problématique. Le présent travail est une contribution à l’étude des performances du contrôle actif des vibrations (AVC : Actif Vibration Control) des structures composites de type poutres soumise à des contraintes de chargement thermique. Un modèle éléments finis de poutre composite entièrement recouverte avec un capteur sous forme de couche (sur sa partie supérieure) et actionneur piézoélectrique (couche sur sa partie inférieure), basé sur la théorie de la déformation par cisaillement de troisième ordre, est proposé. Le principe de Hamilton est utilisé pour formuler les équations électro-thermo-mécaniques. Suite aux résultats obtenus des différentes simulations numériques, l'effet de la température sur le contrôle actif des vibrations de la poutre composite a été clairement montré.