Mécanique Modélisation du comportement dynamique du couple ...

3.1 Description du modèle3.1 Description du modèleL’objectif est de développer un logiciel capable de simuler le comportement dynamique detoutes les caténaires existantes et à venir. Il sera utilisé pour développer de nouvelles caténairesmais également pour mieux connaître le fonctionnement des caténaires actuellementen service.Pour reproduire les conditions réelles d’exploitation, la caténaire doit contenir des lignesdroites, des courbes, des singularités (ponts routes, équipements tendeurs, etc.), des défauts(griffe, pendule manquant, etc.) et des conditions météorologiques variables. Le logiciel fournirades signatures de défauts correspondant à une identité mécanique de chaque défaut.Le modèle comporte tous les éléments de la caténaire intervenant significativement dans lecomportement dynamique : le(s) fil(s) de contact, le(s) câble(s) porteur, les pendules, lesbras de rappel (cf. figure 3.1). Suivant la configuration de la caténaire, les antibalançants etles câbles Y sont représentés.En revanche, on fait l’hypothèse que les poteaux et la console, très rigides, interviennent peudans l’interaction avec le pantographe. Aussi, pour ne pas alourdir le modèle inutilement, ilsne sont pas pris en compte dans la dynamique du système.Figure 3.1 – Maillages 3D dans le modèle Éléments Finis.Deux types d’élément sont utilisés dans les maillages, les éléments de barre (cf. §3.1.4) et leséléments de câble (cf. §3.1.5).Les éléments de barre ne transmettent que les efforts de traction-compression. Ces élémentssont utilisés pour modéliser les pendules, les bras de rappel et les anti-balançants pourlesquels les moments transmis sont nuls à cause de leur système d’attache par rotule.Les éléments de câble sont utilisés pour modéliser le(s) fil(s) de contact, le(s) câble(s) porteur,les câbles Y ou tout autre câble sous tension mécanique (précontraint) dans lequel sepropagent les ondes de flexion générées par le passage du train.Le couplage avec une force mobile est assuré par une raideur de pénalité. C’est un contact72