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Conference papers

Vibration d'une ligne d'arbre sur paliers hydrodynamiques textures

Résumé : Les utilisations avancees des machines tournantes, comme la miniaturisation des rotors ou les utilisations a tres hautes vitesses de rotation, demandent un controle des vibrations de plus en plus complet.Les systemes de lubrification, comme le palier hydrodynamique, jouent un role crucial dans la dynamique globale de la machine, et ont une influence significative sur les vibrations des structures. Afin de predire les vibrations de l'arbre, les interactions fluide-structure entre le lubrifiant et le rotor doivent etre prises en compte. Or, le palier hydrodynamique possede des comportements fortement non-lineaires qui compliquent l'analyse predictive des vibrations. Par exemple, le phenomene d' oil whirl du au tournoiement de l'huile autour de l'arbre a fait l'objet de nombreuses recherches ([1], [2], [3]) et reste relativement complexe a etudier dans certains cas.De plus, le phenomene de cavitation dans le lubrifiant, ou de rupture de film, apparait frequemment et change radicalement le profil de pression dans le palier. Differents modeles de cavitation peuvent etre retenus ([4], [5], [6]), cependant chaque modele implique des comportements differents dans la prediction de la dynamique globale. Par ailleurs, les progres recents de la texturation de surface ont montre un certain nombre d'ameliorations de la lubrification hydrodynamique ([7]), comme par exemple la reduction du frottement, ou encore l'augmentation de la force de chargement statique soutenue par le palier. En revanche, les effets des differents motifs de texturation sur la dynamique de l'arbre ne sont pas bien connus, et doivent etre correctement analyses. Dans ce but nous presenterons les resultats d'un algorithme monolithique de resolution non-lineaire du probleme couple de ligne d'arbre tournant sur deux paliers hydrodynamiques. Le phenomene de cavitation dans le lubrifiant est modelise par un probleme a frontiere libre entre deux domaines fluides, regis par les equations de Reynolds pour le film complet, et par le modele de conservation du debit de Jakobsson-Floberg-Olsson / Elrod-Adams dans la zone de rupture de film. Les equations fluides sont resolues sous forme de probleme lineaire complementaire par l'algorithme de Lemke, et la pression est projetee sur la structure. La discretisation des domaines fluides et structure est effectuee par elements finis autorisant le desalignement de l'arbre. Le motif de texturation est pris en compte dans un premier temps par methode d'homogeneisation multi-echelles de l'equation de Reynolds ([8]). Dans un second temps, on modelise l'impact de la texturation par resolution de l'equation de Navier-Stokes laminaire a l'echelle locale nous permettant ponderer l'equation de Reynolds globale par des facteurs de flux ([9]). Ainsi, on peut prendre en compte la recirculation du lubrifiant dans le motif texture (figure 1).
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https://hal-cea.archives-ouvertes.fr/cea-02509243
Contributor : Amplexor Amplexor <>
Submitted on : Monday, March 16, 2020 - 3:51:25 PM
Last modification on : Tuesday, April 28, 2020 - 11:28:18 AM

Identifiers

  • HAL Id : cea-02509243, version 1

Collections

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Citation

J. Rebufa, E. Le Guyadec, D. Mazuyer, F. Thouverez. Vibration d'une ligne d'arbre sur paliers hydrodynamiques textures. Congres Francais de Mecanique, Aug 2015, Lyon, France. ⟨cea-02509243⟩

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