Unilateral contact induced blade/casing vibratory interactions in impellers: Analysis for rigid casings

Résumé : Cet article a pour objet l'analyse vibratoire des interactions structurelles entre un rouet centrifuge et le carter environnant engendrées par des contacts aubes/carter. De telles structures sont notamment utilisées dans les moteurs d'hélicoptères ou les moteurs d'avion de petite taille. L'apparition de contacts entre rouet et carter est la conséquence de jeux de fonctionnement réduits qui permettent d'optimiser le rendement du moteur. L'étude présentée est une extension aux structures à symétrie cyclique d'une stratégie numérique existante et dédiée à la simulations d'interactions aube/carter dans les turbomachines aéronautiques. L'article décrit notamment les différentes parties d'un rouet ainsi que l'ensemble des hypothèses de simulation et des principes de modélisation utilisés. Les caractéristiques des structures à symétrie cyclique, comme le phénomène d'\emph{aliasing} et la haute densité fréquentielle sont présentés dans le contexte d'une analyse non-linéaire et illustrés dans les domaines fréquentiel et temporel. Des cartes de contact permettent de mettre en évidence le lieu des contacts aube/carter sur la circonfèrence de la surface de contact du carter sur toute une plage de vitesses de rotation. Ces dernières sont complétées par des spectres soulignant la variation des amplitudes de vibration en fonction de la vitesse de rotation. Les résultats des simulations numériques sont confrontés à un critère simplifié de conception; cette confrontation suggère que le critère simplifié ne permet pas de rendre compte de plusieurs zones d'interaction critiques associées à une combinaison défavorable du phénomène d'aliasing avec des super-harmoniques de la réponse vibratoire du rouet. Finalement, le travail présenté permet de proposer uen façon d'améliorer les règles de conception des rouets à l'aide de considérations de dynamique non-linéaire et non régulière.
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Journal of Sound and Vibration, Elsevier, 2015, 17, pp.244-262. <10.1016/j.jsv.2014.10.010>
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Contributeur : Alain Batailly <>
Soumis le : mardi 24 février 2015 - 20:10:46
Dernière modification le : mercredi 25 février 2015 - 10:12:08
Document(s) archivé(s) le : mercredi 27 mai 2015 - 10:45:55

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Alain Batailly, Markus Meingast, Mathias Legrand. Unilateral contact induced blade/casing vibratory interactions in impellers: Analysis for rigid casings. Journal of Sound and Vibration, Elsevier, 2015, 17, pp.244-262. <10.1016/j.jsv.2014.10.010>. <hal-01120157>

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