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Méthodes de modifications structurales dissipatives

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Academic year: 2021

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Texte intégral

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HAL Id: hal-01495583

https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01495583

Submitted on 25 Mar 2017

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Méthodes de modifications structurales dissipatives

Benjamin Groult, Mathieu Corus

To cite this version:

Benjamin Groult, Mathieu Corus. Méthodes de modifications structurales dissipatives : Validation

expérimentale. 8e Colloque national en calcul des structures, CSMA, May 2007, Giens, France. �hal-

01495583�

(2)

5HYXH9ROXPH;±Qƒ[DQQpHSDJHVj;

GLVVLSDWLYHV

9DOLGDWLRQH[SpULPHQWDOH

%HQMDPLQ*URXOW²0DWKLHX&RUXV

* Laboratoire de Mécaniques des Structures Industrielles Durables, UMR EDFCNRS1 avenue du Général De Gaulle, 92141 Clamart

benjamin.groult@edf.fr

** Electricité de France, Direction des Etudes et Recherches Dépt. AMA, 1 avenue du Général De Gaulle, 92141 Clamart

*** Laboratoire de Mécanique Mécanique des Sols, Structures et Matériaux , ECP CNRS UMR 8579

Grande Voie des Vignes, 92295 Chatenay-Malabry Cedex

RÉSUMÉ

. Les méthodes de modification structurales s’attachent à prédire l’effet de l’ajout de masse, de raideur ou d’amortissement sur une structure qu’on ne connaît que de manière expérimentale. Le présent article décrit la validation expérimentale de la méthode pour des modifications structurales dissipatives sur un démonstrateur semi-industriel.

ABSTRACT

. The structural dynamic modification methods are used to predict the effect of adding mass, stiffness or damping on an only-experimentally-known structure. This article presents the experimental validation of the method for a dissipative modification on a mock- up example.

MOTS-CLÉS

: modification structurale, analyse modale expérimentale, couplage hybride, viscoélasticité .

KEYWORDS

: Structural Dynamic Modification (SDM), experimental modal analysis, hybrid coupling, viscoelasticity.

(3)

5HYXH9ROXPH;±Qƒ[DQQpH

,QWURGXFWLRQ

6DYRLUUpVRXGUHUDSLGHPHQWHWGXUDEOHPHQWGHVFULVHVYLEUDWRLUHVVXUGXPDWpULHO G¶H[SORLWDWLRQHVWSULPRUGLDOSRXU(')/HVPpWKRGHVGHPRGLILFDWLRQVVWUXFWXUDOHV SDU OHXU UDSLGLWp GH PLVH HQ °XYUH VRQW SDUWLFXOLqUHPHQW DGDSWpHV j FH W\SH GH SUREOqPHV

/¶REMHWGXSUpVHQWDUWLFOHHVWGRQFODYDOLGDWLRQH[SpULPHQWDOHG¶XQHPpWKRGHGH PRGLILFDWLRQ VWUXFWXUDOH GLVVLSDWLYH 'DQV XQ SUHPLHU WHPSV OD PpWKRGH \ HVW GpFULWH

/HGpPRQVWUDWHXUVHPLLQGXVWULHOXWLOLVpSRXUODYDOLGDWLRQHVWHQVXLWHSUpVHQWp /HV FDUDFWpULVWLTXHV JpRPpWULTXHV HW PRGDOHV GH OD VWUXFWXUH LQLWLDOH GRQQpHV LQLWLDOHVGXSUREOqPHVVRQWIRXUQLHV

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/DPpWKRGH

'DQVOHFDGUHGHODPRGLILFDWLRQVWUXFWXUDOHRQFRQVLGqUHXQHVWUXFWXUHFRQQXH H[SpULPHQWDOHPHQW&HFLLPSOLTXHTXHO¶RQQHSRVVqGHTX¶XQHLQIRUPDWLRQSDUWLHOOH DXVVL ELHQ G¶XQ SRLQW GH YXH VSDWLDO TXH IUpTXHQWLHO VXU OH FRPSRUWHPHQW GH OD VWUXFWXUH

(Q YXH GX FRXSODJH GH OD VWUXFWXUH GH EDVH HW GH OD PRGLILFDWLRQ LO FRQYLHQW GRQF GH GpILQLU XQH EDVH G¶H[SDQVLRQ SHUPHWWDQW GH UHFRQVWUXLUH GH OD PDQLqUH OD SOXV HIILFDFH SRVVLEOH OHV GpSODFHPHQWV GHV GGO GHJUpV GH OLEHUWp GH PHVXUH FDSWHXUVVXUOHVGGOG¶LQWHUIDFH

'DQV XQ SUHPLHU WHPSV XQ PRGqOH ORFDO HVW FRQVWUXLW ,O V¶DJLW G¶XQ PRGqOH UHODWLYHPHQW JURVVLHU GH OD VWUXFWXUH GH EDVH TXL VHUW GH VXSSRUW JpRPpWULTXH j O¶H[SDQVLRQ /D FRQVWUXFWLRQ G¶XQ RSpUDWHXU G¶REVHUYDWLRQ [ ] &

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SHUPHW DORUV GH IDLUHOHOLHQHQWUHOHVGGOGHPHVXUHHWOHVGGOGXPRGqOHORFDO

8QH EDVH G¶H[SDQVLRQ [ ] 7 HVW FRQVWUXLWH &RUXV HW *URXOW GH PDQLqUHjpWHQGUHOHVGRQQpHVPHVXUpHV2QGLVSRVHDORUVG¶XQHUHFRQVWUXFWLRQGHV GpIRUPpHV H[SpULPHQWDOHV VXU O¶HQVHPEOH GX PRGqOH ORFDO HW GRQF DX[ GGO G¶LQWHUIDFH [ ] ij

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(4)

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OHV GGO GH OD PRGLILFDWLRQFRPSOpPHQWDLUHVDX[GGOG¶LQWHUIDFH

'DQVQRWUHFDVODSULVHHQFRPSWHGHO¶DPRUWLVVHPHQWQRXVGRQQHXQHPDWULFH GHUDLGHXUFRPSOH[HSRXUODPRGLILFDWLRQK\SRWKqVHG¶DPRUWLVVHPHQWK\VWpUpWLTXH HW OD PDWULFH [ ] &

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GHV DPRUWLVVHPHQWV PRGDX[ LGHQWLILpV SRXU OD VWUXFWXUHLQLWLDOHV¶DMRXWHjO¶H[SUHVVLRQ>@

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/HGpPRQVWUDWHXUSUpVHQWpHQILJXUHHVWXQF\OLQGUHKDXWHXUFPGLDPqWUH FPpSDLVVHXUPPVRXGpVXUXQHSODTXHURQGHGLDPqWUHFPpSDLVVHXUP HOOHPrPHYLVVpHHQTXDWUHSRLQWVVXUXQHSODTXHFDUUpHODUJHXUFPpSDLVVHXU FP

RYDOLVDWLRQjOREHV RYDOLVDWLRQjOREHV

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)LJXUHPhoto du démonstrateur et modèle éléments finis du démonstrateur avec configuration capteurs et points d’excitation et quelques modes identifiés.

/HV PRGHV G¶RYDOLVDWLRQ ILJXUH REVHUYpV j GHV IUpTXHQFHV UHODWLYHPHQW

EDVVHVPRGHVG¶LQWpUrWSRXU(')DPRWLYpOHFKRL[GHFHWWHVWUXFWXUH

(5)

5HYXH9ROXPH;±Qƒ[DQQpH

/DVWUXFWXUHPRGLILpH La modification

/D PRGLILFDWLRQ DSSRUWpH HVW GLPHQVLRQQpH SRXU DPRUWLU OHV YLEUDWLRQV VXU OD JDPPH GH IUpTXHQFHV > @ +] /HV PRGHV LQFULPLQpV VRQW GRQF OHV PRGHV G¶RYDOLVDWLRQjHWOREHVFHTXLFRUUHVSRQGjGHVPRGHVW\SLTXHPHQWUHQFRQWUpV VXUFHUWDLQHVPDFKLQHV(')

8QHFRXURQQHVXIILVDPPHQWULJLGHHVWLQVWDOOpHGDQVOHKDXWGXF\OLQGUHILJXUH (OOHHVWVXSSRUWpHSDUWLUDQWVDPRUWLV,OV¶DJLWGHFRUQLqUHVOLpHVSDUXQHFRXFKH GH PDWpULDX YLVFRpODVWLTXH /D WUDFWLRQFRPSUHVVLRQ GHV WLUDQWV FUppH SDU OH PRXYHPHQWUHODWLIGHODFRXURQQHHWGXF\OLQGUHG€jODGLIIpUHQFHGHULJLGLWpIDLW WUDYDLOOHU OH PDWpULDX GLVVLSDWLI HQ FLVDLOOHPHQW FH TXL SHUPHW XQH LPSRUWDQWH GLVVLSDWLRQG¶pQHUJLH1DVKLI

/HVWLUDQWVVRQWGLVSRVpVGHPDQLqUHjDPRUWLUOHVPRGHVG¶RYDOLVDWLRQjOREHV HWjOREHVLHGHPDQLqUHjREWHQLUXQPRXYHPHQWUHODWLIHQWUHOHVSRLQWVG¶DWWDFKH GHV WLUDQWV OH SOXV LPSRUWDQW SRVVLEOH SRXU FHV PRGHV 2Q REVHUYH DORUV XQH GLVVLSDWLRQG¶pQHUJLHVXUFHVPRGHV

)LJXUHPhoto et modèle éléments finis du démonstrateur modifié.

(Q IRQFWLRQ GHV FDUDFWpULVWLTXHV GHV WLUDQWV O¶DPRUWLVVHPHQW GHV PRGHV YDULH FRPPHOHPRQWUHODILJXUH

8Q EDQF G¶HVVDL D GRQF pWp PLV HQ SODFH DILQ GH FDUDFWpULVHU OHV WLUDQWV HW FRPSDUHU OHV UpVXOWDWV DX[ FDUDFWpULVWLTXHV GX PDWpULDX YLVFRpODVWLTXH

©VPDFWDQHª FRQVWLWXDQW OHV WLUDQWV 2Q D FKHUFKp j FDUDFWpULVHU OH PRGH GH FLVDLOOHPHQW GX PDWpULDX YLVFRpODVWLTXH LH OH PRGH GH WUDFWLRQFRPSUHVVLRQ GX WLUDQW

/HV pFDUWV UHODWLIV HQWUH OHV SUpYLVLRQV WKpRULTXHV HW OHV UpVXOWDWV G¶HVVDLV QH

GpSDVVHQWSDVSRXUOHVIUpTXHQFHVHWSRXUOHVDPRUWLVVHPHQWV&HVpFDUWV

VRQW UDLVRQQDEOHV pWDQW GRQQp OH SURFHVVXVGHPRQWDJH UHODWLYHPHQW VRPPDLUH ,OV

(6)

SHUPHWWHQW XQ SUHPLHU UHFDODJH GX FRPSRUWHPHQW GHV WLUDQWV DILQ GH WHVWHU OD PpWKRGH

)LJXUHÉvolution des fréquences propres et amortissements modaux pour des modes d’intérêt selon la raideur équivalente des tirants (4,5.10

5

à 2.10

7

N.m

-1

).

Résultats d’essai

8QHDQDO\VHPRGDOHDHQVXLWHpWpSUDWLTXpHjWHPSpUDWXUHDPELDQWHƒ&VXUOH GpPRQVWUDWHXU PRGLILp /HV FRQILJXUDWLRQV G¶HVVDL VRQW OHV PrPHV TXH FHOOHV XWLOLVpHV SRXU O¶DQDO\VH GH OD VWUXFWXUH LQLWLDOH 3XLV O¶LGHQWLILFDWLRQ PRGDOH D pWp UpDOLVpHSDUODPpWKRGH©SRO\PD[ª

/HVSUpGLFWLRQVGHO¶HIIHWGHODPRGLILFDWLRQVRQWGHERQQHTXDOLWp8QH[HPSOH GHUpSRQVHVIUpTXHQWLHOOHVDYDQWHWDSUqVPRGLILFDWLRQHVWSUpVHQWpHQILJXUH

)LJXUHRéponses fréquentielles au ddl 12 dans la direction normal au cylindre et

une excitation au ddl 1, normale au cylindre.

(7)

5HYXH9ROXPH;±Qƒ[DQQpH

2QYRLWTXHOHQLYHDXHVWWUqVIDLEOHVXUODJDPPHGHIUpTXHQFHV>@+]HQ FRPSDUDLVRQGHFHOXLPHVXUpDYDQWPRGLILFDWLRQ/DPRGLILFDWLRQUHPSOLWELHQVHV IRQFWLRQV

/H UpVXOWDW GH SUpGLFWLRQ HVW GH WUqV ERQQH TXDOLWp SXLVTXH VXU OD JDPPH >

@+]RQGLYLVHOHQLYHDXPD[LPXPGHGpSODFHPHQWSDUSRXUOHGGOGDQV ODGLUHFWLRQQRUPDOHDXF\OLQGUHDYHFXQHH[FLWDWLRQDXGGOQRUPDOHDXF\OLQGUH DYHFXQHHUUHXUUHODWLYHGHSUpGLFWLRQGH

/HV DPRUWLVVHPHQWV LGHQWLILpV VRQW FHSHQGDQW PRLQV pOHYpV TXH SUpYXV 8QH PRGpOLVDWLRQSOXVSUpFLVHGHVWLUDQWVDPRUWLVGHYUDLWSHUPHWWUHG¶DPpOLRUHUHQFRUHOH UpVXOWDWGHSUpGLFWLRQ

. &RQFOXVLRQ

&HW DUWLFOH SUpVHQWH XQ H[HPSOH G¶DSSOLFDWLRQ GH OD PpWKRGH GH PRGLILFDWLRQ VWUXFWXUDOHGLVVLSDWLYHGRQWOHVSULQFLSHVVRQWUDSSHOpVjODVHFWLRQ

,O V¶DSSXLH VXU XQ GpPRQVWUDWHXU VHPLLQGXVWULHO GpYHORSSp SRXU OD YDOLGDWLRQ H[SpULPHQWDOH GH OD PpWKRGH /H GpPRQVWUDWHXU D XQ FRPSRUWHPHQW YLEUDWRLUH W\SLTXH GH FHUWDLQHV LQVWDOODWLRQV G¶(') /D PRGLILFDWLRQ DSSRUWpH FRPSRVpH GH WLUDQWVDPRUWLVSHUPHWGHWUDLWHUOHSUREOqPHVXUXQHJDPPHGHIUpTXHQFHVGRQQpHV

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PHVXUpV

/D PpWKRGH GH PRGLILFDWLRQ VWUXFWXUDOH GLVVLSDWLYH GpFULWH GDQV FHW DUWLFOH SHUPHW GRQF GH SUpGLUH O¶HIIHW G¶XQH PRGLILFDWLRQ DPRUWLVVDQWH VXU XQH VWUXFWXUH XQLTXHPHQW FRQQXH GH PDQLqUH H[SpULPHQWDOH LH DYHF XQH LQIRUPDWLRQ SDUWLHOOH WDQWVSDWLDOHTXHIUpTXHQWLHOOH

. %LEOLRJUDSKLH

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