Localisation de défauts dans les systèmes mécaniques par l'utilisation d'un modèle Eléments Finis sous-structuré dans une procédure de Subspace Fitting

Guillaume Gautier , Roger Serra , Jean-Mathieu Mencik

La détection des dommages dans les systèmes mécaniques est une tâche cruciale pour de nombreuses applications industrielles. Prédire l'apparition de défauts de structure d'une manière précise et rapide permet de réduire de manière significative les coûts liés à la maintenance. Dans ce but, de nombreuses méthodes basées sur l'analyse vibratoire dans le domaine temporel ont émergé au cours des dernières années qui mettent l'accent sur l'évolution des propriétés dynamiques des systèmes mécaniques. Parmi ces approches les méthodes d'identification par sous-espaces (SI) semblent très efficaces pour déterminer les paramètres modaux de structures. Le cadre des techniques SI est d'identifier une matrice d'observabilité qui contient les paramètres modaux de la structure considérée. Cela est effectué en projetant les signaux de sortie du système sur des sous-espaces appropriés. Des travaux récents ont mis en évidence la pertinence quand à l'utilisation du Subspace Fitting (SF) pour extraire ces paramètres modaux à partir la matrice d'observabilité du système. Ici, un modèle Elément Finis (EF) de la structure est incorporé dans le SF pour mener à bien la procédure. Les paramètres modaux de la structure saine sont recalés en minimisant une norme d'erreur. La surveillance de l'état de santé (SHM) est effectuée en tenant compte de la variation dans le temps de la norme d'erreur qui met en corrélation la structure saine EF à la matrice d'observabilité expérimentale du système à surveiller. La motivation du travail présenté est d'incorporer un modèle EF sous-structuré de la structure mécanique dans la procédure de SF pour identifier et localiser les endommagements. Dans ce cadre, le système mécanique est divisé en plusieurs sous-structures. L'étude des paramètres recalés de chaque sous-structure permet de localiser les endommagements de manière précise. Des cas test numériques et expérimentaux sont considérés qui mettent en évidence la pertinence de la méthode proposée.

Mots clés: Localisation de défauts; Subspace Fitting; Elément Finis; Sous-Structures

Domaines: Mécanique [physics]

Guillaume Gautier, Roger Serra, Jean-Mathieu Mencik. Localisation de défauts dans les systèmes mécaniques par l'utilisation d'un modèle Eléments Finis sous-structuré dans une procédure de Subspace Fitting. CFM 2013 - 21ème Congrès Français de Mécanique, Aug 2013, Bordeaux, France. ⟨hal-03439065⟩