Etude du comportement dynamique linéaire et non-linéaire d'un ...

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Le principal résultat que nous avons établi en développant et en utilisant ce code peut s'exprimer de la façon suivante: La prise en compte d'une base modale de fuselage dans le calcul du point de fonctionnement du rotor modifie peu les charges aérodynamiques sur les pales d'inertie. mais joue un rôle important sur les efforts Ce modèle numérique nécessite encore des validations avant de pouvoir être utilisé de manière systématique dans un Bureau d'Etudes. Cependant, les premières confrontations avec les mesures effectuées en vol ont permis de montrer que les résultats semblent corrects. Chapitre 3 : Couplage Rotor - Structure 184
IV.1 INTRODUCTION CHAPITRE IV : INSTABILITE DE COUPLAGE ROTOR - STRUCTURE. L'objet de ce chapitre est d'étudier un phénomène vibratoire anormal sur certains appareils de la gamme de produits d' EUROCOPTER. A l'origine de cette étude est la constatation par les mesures en vol que le niveau vibratoire de l'appareil devient anormalement important pour une fréquence proche de 12 Hz. Ce constat est relayé par l'équipage qui détecte lui aussi un niveau vibratoire trop élevé. Les nombreuses campagnes d'essais qui ont été menée suite à l'apparition de ce phénomène ont permis de déterminer qu'il se déclenchait pour une portance pratiquement nulle et pour un régime de rotation du rotor situé, selon les cas, entre le régime nominal et le régime maximum. Ces conditions de vol sont le plus souvent rencontrées au point fixe et au roulage ou bien encore en autorotation et en vol de descente. Très rapidement, les essais en vol et les études ont permis de caractériser la nature de ce phénomène. Il s'agit d'une réinjection au niveau de la tête du rotor d'un mouvement parasite induit par le basculement de la boite de transmission principale. Les paramètres importants mis en jeu pour le déclenchement du 12 Hz sont le régime rotor, la masse de l'ensemble tournant - présence ou non en tête rotor d'un système de dégivrage des pales - et les caractéristiques de la chaîne de commande. D'autres paramètres, beaucoup plus difficiles à prendre en compte lors d'une étude analytique, interviennent également. Il s'agit des jeux dans la chaîne de commande et du vieillissement de l'appareil. Pratiquement, la présence de jeux se traduit par une apparition du phénomène 12 Hz pour des régimes rotor de plus en plus faibles. Dans ce chapitre, nous développerons différents modèles analytiques qui permettent de comprendre pourquoi le phénomène de divergence à 12 Hz apparaît et pourquoi il peut devenir instable. Toutes les études que nous ferons par la suite se restreindrons à une étude linéaire de ce phénomène. Le modèle de base permet une analyse bi-dimensiorìnelle en s'intéressant uniquement aux mouvements longitudinaux des ensembles mécaniques. L'introduction des mouvements latéraux sera présentée dans le second modèle. A l'aide des modélisations retenues, nous justifierons la solution actuelle adoptée par EUROCOPTER pour s'affranchir de ce problème et nous proposerons également d'autres solutions technologiques qui font disparaître le phénomène du 12 Hz. Chapitre 4 Instabilité de couplage Rotor - Structure 185
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N° d'ordre 94 - 53 MEMOIRE DE THES
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ECOLE CENTRALE DE LYON Directeur: E
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Machines Thermiques Photocatalyse M
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RESUME Le développement croissant
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INTRODUCTION Table des Matières I
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111.3 Etude numérique du couplage
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INTRODUCTION Les vibrations sur un
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La stabilité d'un rotor et plus g
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linéaire. La méthode de la forme
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identifier les effets non-linéaire
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1.2 MODELISATION NUMERIQUE DU ROTOR
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accélérations aux articulations (
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Soit (O, XD, D, ZD) le trièdre li
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1.2.1.4 Méthode de résolution Nou
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1.2.2 LE MODELE PALE SOUPLE L Y (tr
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1.2.2.3 Modèle élastique Nous che
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Il faut remarquer que du point de v
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1.3.1 MODELE INERTIEL Afin de décr
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La vitesse V (M) dun point courant
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Les coefficients ji et a intervienn
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traînée peut être négative. C'e
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aérodynamiques - et comme axes pri
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Ainsi, en combinant les équations
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1.4 ETUDE DU COMPORTEMENT LINEAIRE
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25 NI 20 i: 30 20 (Q Q) o o- 10 (Q
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troisième mode de battement. Pour
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E 06 04 02- o -0.2- -0.4 06- -08 10
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E c'J o 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 06 Temp
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terme sin O reste négligeable deva
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1.5 PRISE EN COMPTE DE NON-LINEARIT
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attement 3, de traînée 2 et de to
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1.5.2 COMPORTEMENT NON LINEAIRE EN
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niveau vibratoire est donc beaucoup
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1.6 CONCLUSION L'étude menée dans
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Pour t = O, l'équation (2.1) est l
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ç2Jr JF [a cos r, - a w sin pJ sin
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27t F [a cos ', - a w sin j sin iy
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Le cas linéaire montre que plus la
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11.3 LES SERIES FONCTIONNELLES DE V
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mc+ky+dy2=x(t) (2.24) Nous choisiss
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qb3 + qb3 + mb Cb = maoqt2-2mbaOqt2
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11.3.3 INTERPRETATION DES RESULTATS
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Figure 11.3: Bi-spectre en amplitud
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w2 Wi Figure 11.5: Bi-spectre et co
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11.3.3.2 Etude du mode de battement
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C\J 12- 10- 6 o' o ,,,. w2 ; ;.'t,.
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0.6- 00.5 Cl) ao w o E 0.3- -a w -a
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11.3.3.4 Recomposition du signal te
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La figure 11.11 permet de comparer
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Cette limitation est très pénalis
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où les sont des fonctions analytiq
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dXk1 Dk+1(Xk+1)JXk1 -JDk+l(Xk+1) dt
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x= O C i o Soit encore: X=AX+F,i(X)
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(I+aT3 (U))d.L- D(U+ T3(U))+ Gj(U+
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la forme: 4-jE0U1 + a9u1 + iAuu3 EU
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Nous allons comparer le résultat o
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Afin de calculer les solutions pér
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uiu0exp(-iot) u3=u0exp(iwt) u2=O U4
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11.4.2.4 Etude de la stabilité des
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Ai+ieq-Mi-ai O O o (2.91) Pour ne p
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0.6- 0.4 0.2 - g =0.04 -.-g=0.08 5
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Le terme Fb2 se calcule en intégra
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A II-2 TORSEUR GENERE PAR LE ROTOR
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