Reduced Order Models for Nonlinear Dynamic Analysis With Application to a Fan Blade
Modèles réduits pour l'analyse dynamique non linéaire avec application sur un aube de soufflante
Résumé
In the present work reduced order models (ROM) that are independent from the full order finite element models (FOM) considering geometrical non linearities are developed and applied to the dynamic study of a fan. The structure is considered to present nonlinear vibrations around the pre-stressed equilibrium induced by rotation enhancing the classical linearised approach. The reduced nonlinear forces are represented by a polynomial expansion obtained by the Stiffness Evaluation Procedure (STEP) and then corrected by means of a Proper Orthogonal Decomposition (POD) that filters the full order nonlinear forces (StepC ROM). The Linear Normal Modes (LNM) and Craig-Bampton (C-B) type reduced basis are considered here. The * Corresponding author 1 Balmaseda et al. latter are parametrised with respect to the rotating velocity. The periodic solutions obtained with the StepC ROM are in good agreement with the solutions of the FOM and are more accurate than the linearised ROM solutions and the STEP ROM. The proposed StepC ROM provides the best compromise between accuracy and time consumption of the ROM.
Le présent travail de recherche propose des modèles réduits (ROM) indépendants du modèle éléments finis complet (FOM). Ces modèles prennent en compte les non linéarités géométriques et sont utilisés pour l'étude dynamique d'un aube de soufflante. Les vibrations de la structure autour de l'état précontrainte induit par la rotation sont considérés comme non linéaires géométriques élargissant les approches classiques. Les forces non linéaires généralisées sont représentes par un polynôme obtenu avec la procédure Stiffness Evaluation Procedure (STEP) et corrigés avec une décomposition normale aux valeurs propres (POD) qui est utilisée pour filtrer les forces non linéaires du FOM (StepC ROM). Deux types de bases réduits sont considérées: les Modes Linéaires de la structure (LNM) et Craig-Bampton (C-B). Ces dernières sont paramétrées en fonction de la vitesse de rotation. Les réponses périodiques obtenues avec le modèle StepC ROM sont proches des réponses obtenues avec le FOM et présentent des résultats plus précis que les ROMs linéarisés et STEP ROM. Le modèle StepC ROM proportionne le meilleur compromis entre précision et temps de calcul du ROM.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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