A benchmark is organised to quantify the variability relative to structure dynamicscomputations. The chosen demonstrator is a pump in service in thermal central units, whichis an engineered system with not well-known parameters, considered in its workenvironment. The blind modal characterisation of the separate pump components shows a5%–12% variability on eigenfrequency values and a less than 15% frequency error incomparison with experimental values. The numerical-experimental MAC numbers reach 0.7 atthe maximum, even after updating. An example of modal results on the pump assembly fixedis presented, which shows a larger discrepancy with measurement values, essentially due tothe modelling of the interfaces and boundary condition, and to the possible simplificationof the main components F.E. models to reduce their size. Though a significant frequencyerror, the first overall modes are correctly identified. If this tendency can be confirmedfrom all the participants’ results, the conclusion to be drawn is that, if the predictivecapability of F.E. models to represent the dynamical behaviour of sub-structures issatisfactory, the one relative to structures that are built-up of several components doesnot allow their confident use. Additional information issued from measurements is neededto improve their accuracy.

La connaissance de l'effort de contact entre le pantographe et la caténaire est un élément essentiel de l'évaluation de la qualité du captage du courant. La SNCF étudie cet effort pour qualifier le matériel et les infrastructures nouvelles, ou en vue de détecter les défauts dans la caténaire.La méthode de mesure utilisée jusqu'à présent, basée sur une hypothèse d'archet rigide, a une bande passante limitée bien en deçà de la première fréquence propre de l'archet.Pour franchir cette limitation, notamment pour les trains à grande vitesse, et pour la détection de défaut par analyse de la signature vibratoire, une nouvelle méthodologie, basée sur la prise en compte des modes propres de l'archet, est proposée. Vibratec développe depuis plusieurs années des méthodes inverses [6,7] pour remonter aux efforts injectés à partir des vibrations mesurées. L'originalité du contact pantographe caténaire réside dans le fait que la position du point de contact est une inconnue du problème. La méthode inverse utilisée est basée sur l'analyse modale des premiers modes de l'archet. L'écriture de l'équilibre dynamique de l'archet permet d'aboutir à un système d'équations dont la résolution donne le module de l'effort et son point d'application. Les résultats obtenus sur un dispositif expérimental de validation, à partir d'une base modale limitée aux 3 premiers modes de l'archet, montrent un gain important sur la bande utile de la mesure, qui passe de 45 Hz à 120 Hz. Par la suite, la bande passante pourra encore être étendue en considérant davantage de modes de déformation de l'archet. Un utilitaire a été développé sous Matlab pour la mise en œuvre de la méthode à partir de données expérimentales.

Le présent article traite des interactions fluide/structure dans le domaine des moyennes fréquences. En effet, dans ce domaine fréquentiel, il n'est pas possible de modéliser un système fluide/structure en FEM car la densité modale du milieu fluide est trop importante, ni de le modéliser en SEA car cette modélisation ne serait pas valide. Une méthode hybride FEM/SEA est donc développée : la méthode SEA-like. La méthode SEA-like est une méthode énergétique dont la matrice est calculée avec des méthodes de type "basses fréquences". Les coefficients SEA-like sont calculés avec une condensation dynamique afin de prendre en compte la densité modale importante dans le système. Dans cet article, la matrice SEA-like d'un système couplé plaque/cavité est calculé avec une analyse modale. On obtient alors une expression simplifiée des coefficients SEA-like. La matrice SEA-like est alors validée dans le domaine des basses fréquences avec modélisation FEM du système couplé et dans le domaine des hautes fréquences avec une modélisation SEA du système couplé.

Les méthodes d'homogénéisation ont été utilisées de façon assez courante dans l'industrie nucléaire, en particulier pour la modélisation des faisceaux de tubes. L'application de cette approche à la modélisation numérique d'un réacteur nucléaire, avec prise en compte des effets de couplage et de confinement induits par la présence des structures internes du réacteur, est étudiée dans le présent article. La modélisation est ainsi basée sur une approche homogénéisée de l'interaction fluide/structure entre les structures internes, réparties de façon périodique dans le réacteur, et le fluide contenu entre la structure constituant l'enveloppe résistante et la structure de supportage du cœur. Les bases théoriques de l'approche homogénéisée sont rappelées dans un premier temps et la méthode est ensuite détaillée dans le cas de structures rigides périodiques. La validation numérique de l'approche couplée est établie par comparaison entre une modélisation tridimensionnelle "complète" du réacteur avec détail de la géométrie des structures internes et des espaces fluides et une modélisation bidimensionnelle "réduite" utilisant un fluide homogène équivalent. L'importance des effets de confinement est ainsi mise en évidence dans le cas industriel étudié.

L'analyse vibratoire permet d'appréhender l'état de fonctionnementde machines tournantes. Le signal, enregistré par desaccéléromètres, peut contenir, simultanément, des informations deplusieurs composants rendant difficile l'interprétation de l'état del'un d'entre eux. Dans ce cadre les problèmes inverses s'avèrentêtre un outil intéressant. Ils permettent de revenir à l'informationoriginale à partir d'observations. Leurs instabilités nécessitent ungrand nombre d'observations face au nombre de sources, et demandentl'emploi de méthodes dites de régularisation. Cependant unerégularisation signifie une perte d'information, et l'emploi d'unsystème surdéterminé entraîne une qualité de l'information moindre.Cet article propose de pallier à ces problèmes en optimisant laposition des capteurs de vibration afin de rendre l'inversion laplus exacte possible. Cette optimisation sera obtenue d'une part parune approche numérique, qui nécessite un recalage du modèle, etd'autre part par une approche expérimentale, grâce à l'analysemodale.

Le présent article développe une approche permettant d'évaluer les erreurs statistiques commises sur les paramètres modaux obtenus lors d'une identification déterministe, c'est-à-dire lorsque l'excitation peut être mesurée. À partir des résultats d'une identification, la question de la validité des résultats se pose, en particulier en ce qui concerne les taux d'amortissement, souvent identifiés avec une faible précision. L'évaluation des erreurs sur ces paramètres permet alors de fournir un intervalle de confiance, et par là d'évaluer la qualité de l'identification. À partir de l'algorithme d'identification de sous-espaces N4SID, l'article développe une formulation permettant d'obtenir les erreurs statistiques sur les paramètres obtenus. Cette formulation est ensuite validée et discutée sur l'exemple d'un système masse-ressort-amortisseur à 5 degrés de liberté, puis sur une structure expérimentale représentant un bâtiment à deux étages.

Nous présentons une analyse modale d'une structure industrielle couplée avec un fluide, en utilisant les techniques numériques de calculs couplés fluide/structure. Compte tenu de la nature axisymétrique de la géométrie et de la nature non axisymétrique des équations de couplage, la modélisation du problème est réalisée au moyen d'éléments finis axisymétriques développés en série de Fourier. Un code de calcul est implanté dans Matlab pour permettre l'analyse modale de la structure. Différentes formulations du problème sont comparées ; les résultats de calcul Matlab sont comparés avec les résultats de calculs obtenus avec le code généraliste Ansys. Les développements mis en œuvre pour cet exemple seront à terme intégrés dans le code Ansys pour l'étude de problèmes couplés en pression/déplacement avec développement en série de Fourier.

De plus en plus fréquemment, l'analyse modale d'une structure en laboratoire est complétée, voire remplacée, par une analyse modale de la structure "en service". Les sollicitations du système sont alors presque toujours inconnues. On pratique alors un mode d'analyse dit "purement stochastique". Les caractéristiques modales identifiées sont alors également de nature stochastique. Les taux d'amortissement, qui déjà, dans des conditions déterministes, sont souvent obtenus avec une faible précision, se trouvent alors fortement sujets à caution. Il est donc souhaitable d'assortir ces résultats d'une fourchette de validité statistique, et cela sans avoir recours à une coûteuse campagne statistique de résultats. Certains auteurs (Viberg, Jansson, ...) ont montré que la procédure d'identification elle-même est capable de fournir cette fourchette. Leur approche est ici mise en application dans le cas de l'identification des amortissements et est prolongée dans le cadre de l'approche stochastique de Van Overshee-De Moor. Deux validations en simulation, et une validation expérimentale sont présentées.

Sur le plan expérimental, l'analyse modale des structures non-linéaires est encore en butte à de nombreuses difficultés. Nous voulons montrer que l'utilisation exclusive de la transformée de Fourier unidimensionnelle ne permet pas d'obtenir les vraies fonctions de transfert nécessaires pour atteindre les fonctionnelles non-linéaires de Volterra. L'analyse jusqu'ici se cantonne dans la majorité des cas à l'obtention des valeurs propres de divers modes non-linéaires. Il est nécessaire d'obtenir par un moyen ou par un autre, les noyaux (ou réponses impulsionnelles) des fonctionnelles permettant d'évaluer les vecteurs propres correspondants. Nous utilisons la technique de multi-excitation pour déterminer les fonctionnelles non-linéaires.

Nous présentons dans cet article la suite des résultats déjà publiés dans la référence [CITE]. Cet article traite de la modélisation de pont ferroviaire soumis à des chargements roulants de type convoi. Une modélisation à l'aide de la méthode de superposition modale et du Lagrangien du système est présentée prenant en compte le poids du convoi, les amortisseurs viscoélastiques des roues ainsi qu'un nombre de travées indéterminé. Les équations couplées du mouvement pont-convoi sont résolues numériquement par la méthode de Newmark avec un calcul itératif. Un exemple d'application est traité à la fin de cet article pour étudier l'influence du nombre de véhicules du convoi sur le comportement dynamique du système pont-convoi, et comparer le déplacement et la vitesse verticaux du pont et des véhicules avec et sans amortissement.