Prédiction de la réponse vibratoire d'aubes fan en rotation amorties par patchs viscoélastiques - Cnam - Conservatoire national des arts et métiers Access content directly
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Prediction of the frequency response of rotating fan blades damped by viscoelastic patches

Prédiction de la réponse vibratoire d'aubes fan en rotation amorties par patchs viscoélastiques

Abstract

Au sein d’un turbomoteur, le module Fan est soumis à différents phénomènes vibratoires pouvant conduire, dans des cas extrêmes, à une ruine par fatigue des aubages. Avec le besoin de concevoir des moteurs de plus en plus performants, l’optimisation des géométries d’aube et des architectures moteur accroît la sensibilité à ces phénomènes vibratoires. De nouvelles approches doivent donc être mises en place afin de les maîtriser. Parmi ces innovations, le contrôle vibratoire passif par patchs viscoélastiques est une solution dont l’efficacité a déjà été démontrée dans de nombreuses applications industrielles. L'objectif de ce travail est de développer la maîtrise de cette technologie pour des aubes fan en rotation. Cet objectif implique le développement d’outils numériques prédictifs permettant d’estimer l’amortissement vibratoire apporté par des patchs viscoélastiques. Dans un premier temps, un modèle éléments finis 3D d’une aube fan, tenant compte de la symétrie cyclique et des effets centrifuges, est mis en place. Il a pour but de prédire la réponse vibratoire de la structure autour d’un état précontraint non linéaire associé aux effets centrifuges. Ce calcul implique la résolution d’un problème quasi-statique non linéaire et d’un problème vibratoire linéarisé autour de l’état précontraint. Dans un deuxième temps, des patchs viscoélastiques sont ajoutés en surface de l’aube en générant un maillage par extrusion. La dépendance fréquentielle des propriétés viscoélastiques est prise en compte par un modèle à dérivée fractionnaire. Afin de calculer à moindre coût la réponse fréquentielle de l’aube amortie, une méthode multi-modèle est appliquée pour la résolution du problème vibratoire. Cette méthode de réduction de modèle combine plusieurs bases de modes linéaires évaluées à diverses fréquences et est particulièrement adaptée aux structures fortement amorties. Les résultats obtenus permettent de prédire le gain d’atténuation apporté par la technologie d’amortissement vibratoire. Cette approche visera à terme l’optimisation paramétrique et/ou topologique de patchs viscoélastiques.
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Poster_JJCAB_2022_COUET.pdf (779.14 Ko) Télécharger le fichier
Origin : Files produced by the author(s)

Dates and versions

hal-04050212 , version 1 (29-03-2023)

Identifiers

  • HAL Id : hal-04050212 , version 1

Cite

Matteo Couet, Lucie Rouleau, Jean-François Deü, Fabrice Thouverez, Marion Gruin. Prédiction de la réponse vibratoire d'aubes fan en rotation amorties par patchs viscoélastiques. 12ème Journées Jeunes Chercheurs/Chercheuses en Acoustique Vibrations et Bruit, JJCAB2022, Nov 2022, Lyon, France. ⟨hal-04050212⟩
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