Amortissement virtuel pour la conception vibroacoustique des lanceurs futurs – ARIAN
Conception de jonctions de structures assemblées pour le confort vibratoire des véhicules
- Conception de jonctions à forte capacité amortissante des vibrations.<br /><br />- L’amortissement intrinsèque aux sous-ensembles (matériaux,…) étant faible, la dissipation énergétique provient essentiellement des jonctions ou liaisons. L’idée est de concevoir et d’optimiser des jonctions structurales amortissantes pour améliorer le confort vibratoire des véhicules, qui sont constitués de sous-structures assemblés.<br />
Concevoir des véhicules futurs confortables ayant des niveaux vibratoires très faibles.
La maîtrise de l’amortissement est une problématique majeure dans le dimensionnement des structures type véhicule spatial ou terrestre. En réduisant, voire en supprimant les essais sur la structure réelle très couteux, l’absence de modélisation de l’amortissement peut conduire à un sur-dimensionnement de la structure, alors que le but recherché est de garantir son confort vibratoire ; ce qui constitue le véritable enjeu du projet. L’amélioration de la connaissance a priori de l’amortissement permettra de dimensionner ces structures au plus juste, en concevant des liaisons amortissantes.<br /><br />Tous les véhicules qu’ils soient aériens ou terrestres génèrent des vibrations qui peuvent affecter la fiabilité ou la durée de vie des véhicules ou gêner les matériels transportés et les usagers. L’objectif du projet est de concevoir et optimiser certaines liaisons entre les sous-ensembles du véhicule ayant des capacités de dissipation importante afin de réduire les niveaux vibratoires.<br />
Ce projet est consacré à la prédiction de l’amortissement pour les véhicules futurs aériens et terrestres et plus particulièrement les liaisons boulonnées entres structures composites, dans lesquelles le frottement entre les différentes pièces de l’assemblage conduit à des dissipations importantes. L’originalité du projet consiste à proposer une méthodologie de prédiction par le calcul des niveaux vibratoires dans ces structures en utilisant une stratégie d’essais virtuels (Virtual Testing) qui permet de prédire les amortissements en basses et moyennes fréquences en réduisant, voire en supprimant, les essais réels en vue de réduire les coûts de conception et de production. La prise en compte des incertitudes et la maîtrise des dispersions sont incontournables dans cette approche afin d’évaluer la confiance que l’on pourra accorder aux prototypes virtuels mis en œuvre et pour fournir des outils fiables d’aide à une conception robuste.
Le temps de calcul constitue un réel challenge en prototypage numérique en données incertaines que l’on propose de réduire afin de rendre cette phase du projet compatible avec des délais de conception réalistes et compétitifs grâce à des méthodes robustes et bien adaptées.
en cours
Les méthodologies développées dans le cadre du projet pourront s’appliquer à d’autres secteurs industriels (aéronautique, ferroviaire, plateformes offshore,…).
en cours
"Le projet ARIAN concerne la conception numérique de lanceurs futurs civils et militaires. Pour des raisons de confidentialité dans un secteur très sensible, le partenaire industriel EADS-Astrium a souhaité que le projet soit soumis exclusivement en langue française afin qu'il soit évalué par des experts nationaux".
La maîtrise de l’amortissement est une problématique majeure dans le dimensionnement des lanceurs spatiaux. Fautes d’essais sur structure réelle très couteux avant la phase finale de qualification, la modélisation de l’amortissement peut conduire à un surdimensionnement de la structure alors que le but recherché est de diminuer le coût du lancement d’une fusée tout en garantissant le confort vibratoire de la charge utile. Les ingénieurs EADS-ASTRIUM chargés de la conception de lanceurs souhaitent améliorer la connaissance a priori de l’amortissement afin de dimensionner les structures spatiales au plus juste.
Ce projet est consacré à la prédiction de l’amortissement pour les lanceurs futurs type ARIANE 6 et plus particulièrement les liaisons boulonnées entres structures composites, dans lesquelles le frottement entre les différentes pièces de l’assemblage conduit à des dissipations importantes. L’originalité du projet consiste à proposer une méthodologie de prédiction par le calcul des niveaux vibratoires dans les structures spatiales de lanceurs futurs en utilisant une stratégie d’essais virtuels (Virtual Testing) qui permet de prédire les amortissements en basses et moyennes fréquences en réduisant, voire en supprimant, les essais réels en vue de réduire les coûts de conception et de production.
La prise en compte des méconnaissances et la maîtrise des dispersions sont incontournables dans cette approche afin d’évaluer la confiance que l’on pourra accorder aux prototypes virtuels mis en œuvre et pour fournir des outils fiables d’aide à une conception robuste.
Le temps de calcul constitue un réel challenge en prototypage numérique en données incertaines que l’on propose de réduire afin de rendre cette phase du projet compatible avec des délais de conception réalistes et compétitifs grâce à des méthodes robustes et bien adaptées de métamodélisation et de réduction de modèles.
Coordination du projet
Noureddine BOUHADDI (Institut FEMTO-ST) – noureddine.bouhaddi@univ-fcomte.fr
L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.
Partenaire
Université de Franche-Comté (UFC) Institut FEMTO-ST
Ecole Centrale de Lyon (ECL) Laboratoire de Tribologie et dynamique des Systèmes (LTDS)
ENS Cachan Laboratoire de Mécanique et Technologie (LMT)
Astrium-ST ASTRIUM SAS
Aide de l'ANR 441 345 euros
Début et durée du projet scientifique :
octobre 2012
- 42 Mois
