Vibration damping in beams using the acoustic black hole effect

Résumé : L'amortissement des vibrations mécaniques de structure joue un rôle important dans de nombreuses applications industrielles. Les méthodes classiques de réduction de vibration par ajout de revêtement viscoélastique donnent généralement lieu à une augmentation de masse importante, ce qui peut être rédhibitoire dans l'industrie des transports pour des raisons écologiques ou économiques. L'effet "Trou Noir Acoustique" (TN) est une méthode passive permettant d'obtenir un amortissement de la structure sans augmenter sa masse: les ondes de flexion se propageant dans une extrémité de plaque profilée avec une loi de puissance sont efficacement dissipées si l'on place un film amortissant dans la zone terminale. Une étude préliminaire de nature expérimentale confirme le potentiel du TN comme stratégie d'amortissement: une analyse modale montre que le TN augmente significativement le facteur de recouvrement modal (MOF) de la poutre, et réduit donc son caractère résonant. Une analyse basée sur une approche ondulatoire montre clairement que le coefficient de réflexion de l'extrémité TN présente de faibles valeurs. Un modèle numérique bi-dimensionnel d'une poutre, développé pour analyser le comportement de la terminaison, montre que l'augmentation du MOF peut-être expliquée d'une part par une augmentation de la densité modale et d'autre part, par un fort amortissement des modes de la structure, causé par une localisation de l'énergie dans la région profilée. On établit que la poutre TN possède des modes locaux bi-dimensionnels, et un modèle de guide de la terminaison TN incluant des imperfections, qui ne peuvent être évitées en pratique, montre que l'énergie incidente est diffusée sur de nombreux modes locaux. Les imperfections du TN améliorent ainsi ses performances. L'analyse des mécanismes dissipatifs mis en jeu dans le TN permet d'estimer les performances en terme d'amortissement vibratoire, de tirer le meilleur parti de ces mécanismes, d'en déduire des règles de dimensionnement et donc d'envisager son intégration dans des applications utiles à l'ingénieur.
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Thèse
Vibrations [physics.class-ph]. Université du Maine, 2014. English
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Contributeur : Vivien Denis <>
Soumis le : lundi 20 octobre 2014 - 13:34:04
Dernière modification le : mercredi 5 novembre 2014 - 01:04:01
Document(s) archivé(s) le : mercredi 21 janvier 2015 - 10:50:29

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Vivien Denis. Vibration damping in beams using the acoustic black hole effect. Vibrations [physics.class-ph]. Université du Maine, 2014. English. <tel-01075826>

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