Amélioration de méthodes de modification structurale par utilisation de techniques d'expansion et de réduction de modèle. - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2003

Amélioration de méthodes de modification structurale par utilisation de techniques d'expansion et de réduction de modèle.

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Abstract

This work deals with the improvements of methods devoted to estimate the influence of modifications on the dynamic behaviour of a structure (addition of stiffeners or masses, boundary condition changes). The input data for the method are an experimentally derived model of the initial structure and a numerical model of the modification. Based on a coarse model of the structure to be modified, the proposed methodology tackles two major difficulties : efficient predictions for distributed modifications and handling of the lack of measurement points on the coupling interface. In addition, displacements bases introduced to reconstruct unmeasured behaviour of the interface limit error propagation through the process. Moreover, two indicators are introduced to select the optimal prediction. A number of industrial examples illustrate the performance of this approach, in terms of reactivity as well as quality of the predictions of dynamic behaviour.
Les méthodes de modification structurale sont l'ensemble des techniques qui permettent d'estimer l'influence d'une modification quelconque sur le comportement dynamique d'une structure. Dans le cadre général, le modèle de comportement de la structure cible, comme celui de la modification, peut être aussi bien numérique qu'expérimental. Dans le cadre de ce travail, seul le cas particulier du couplage d'un modèle expérimental de la structure et d'un modèle numérique de la modification sera traité.
Les concepts fondamentaux utilisés dans cette thèse sont ensuite présentés. Les relations de la dynamique des structures pour les problèmes discrets sont rappelées, ainsi que les principes de la synthèse modale, de la sous-structuration dynamique et de la réduction de modèle, tout comme la notion de modes d'interface. Les formulations classiques des méthodes de modification structurale sont ensuite détaillées pour en illustrer les limitations et les restrictions.
Une formulation originale permettant de prendre en compte les incompatibilités entre les mesures et les DDL de l'interface structure/modification et de régulariser la construction d'un modèle de comportement couplé est alors proposée. Cette première contribution de la thèse repose sur l'utilisation des techniques d'expansion de données et de réduction de modèle. Des indicateurs sont également construits pour estimer la cohérence de la prédiction réalisée. Les évolutions sont appliquées au cas d'un démonstrateur numériques et les résultats sont comparés avec les prédictions réalisées par les méthodes classiques. La méthodologie associée à cette nouvelle formulation est alors largement exposée.
L'influence des différents facteurs intervenant dans la construction du modèle couplé et la qualité de la prédiction est ensuite analysée en détail. Cette analyse permet de dresser une liste non exhaustive des précautions à prendre lors de la mise en œuvre de la méthode proposée, depuis la réalisation pratique de l'analyse modale expérimentale jusqu'à l'interprétation des premiers résultats.
Enfin, plusieurs applications sont présentées. Une première structure académique démontre la faisabilité de la méthode. Une deuxième étude, réalisée sur un cas industriel, illustre les gains de temps potentiels en comparant la prédiction avec les résultats d'une étude basée sur un modèle EF recalé de la structure. La troisième étude illustre l'application de la méthode dans un cas type. L'analyse modale de la structure cible permet de comprendre le problème, une modification est conçue, réalisée et mise en place. La prédiction est ensuite comparée aux résultats de l'analyse modale de la structure modifiée. Enfin, la dernière application montre les limites de la méthodologie. L'étude multi-objectifs sur une large bande de fréquences d'une structure industrielle permet de faire une ouverture vers la suite des travaux et montre la nature des difficultés à surmonter.
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Dates and versions

tel-00011298 , version 1 (04-01-2006)

Identifiers

  • HAL Id : tel-00011298 , version 1

Cite

Mathieu Corus. Amélioration de méthodes de modification structurale par utilisation de techniques d'expansion et de réduction de modèle.. Mécanique [physics.med-ph]. Ecole Centrale Paris, 2003. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00011298⟩
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