Présentation
En anglaisAuteur(s)
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Henri BLANC : Ingénieur des Arts et Métiers - Docteur ingénieur agrégé en mécanique - Professeur à l’ENSAM Bordeaux
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Lire l’articleINTRODUCTION
Cette phase de modélisation est essentielle dans l’étude de la dynamique des rotors en torsion. Elle est aussi délicate et doit être abordée avec rigueur et méthode. L’article qui suit a pour objectif la présentation des différentes règles à mettre en œuvre afin de produire un modèle représentatif du comportement torsionnel de l’installation que l’on souhaite étudier.
Cet article fait partie d’une série sur la dynamique des rotors en torsion :
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BM 5 120 Introduction ;
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BM 5 121 Types d’excitations permanentes ;
-
BM 5 122 Répartition de l’inertie et de la raideur ;
-
BM 5 123 Analyse des régimes de fonctionnement ;
-
BM 5 124 Étude des amortisseurs de torsion.
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Fonctions et composants mécaniques
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3. Modélisation d’un tronçon droit de section constante et non axisymétrique
3.1 Représentation de la raideur répartie
Elle est prise en compte par un ressort de torsion sans masse dont la rigidité ne peut plus être calculée à partir des résultats classiques de la résistance des matériaux. Dans ce cas, les sections droites ne se déforment pas en restant planes, mais subissent un gauchissement que l’on peut supposer indépendant de la section considérée. On a :
avec :
- G (Pa) :
- module de cisaillement transversal du matériau du tronçon
- JT (m4) :
- inertie de torsion de la section
- L (m) :
- longueur du tronçon
- α :
- angle de rotation relatif entre les deux sections limitant le tronçon.
Deux approches sont possibles pour calculer J T.
-
Utilisation d’un logiciel de calcul
Cet outil numérique permet de résoudre, pour la section considérée, l’équation telle que :
Les conditions aux limites imposent que le vecteur contrainte soit tangent au contour de la section. Il est souhaitable que cette section ne possède pas d’angle vif, surtout si des angles sont rentrants. Cette recommandation est aussi formulée dans le cas du calcul des contraintes de scission.
La fonction Φ solution est définie en tout point (x, y ) de la section droite du tronçon et elle permet de calculer l’angle de torsion unitaire en fonction du couple appliqué. On en déduit la valeur de l’inertie de torsion de la section ainsi que le calcul des contraintes de scission [21].
Remarque
Une analogie mécanique permet de simuler la solution de l’équation...
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