Modélisation de la dynamique des boîtes de vitesses automobiles soumises à des sollicitations acycliques PDF Download
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Book Description
La boite de vitesses est un des principaux organes d’une automobile et son développement est complexe. De nombreuses contraintes doivent être prises en compte et notamment son comportement acoustique et vibratoire. Cet aspect de la conception est de nos jours assez mal maitrisé et les nuisances acoustiques des boites de vitesses, telle que le bruit de grenaille, sont bien souvent découvertes tardivement. L’objectif de ces travaux était le développement d’un modèle numérique de dynamique des engrenages applicable aux boites de vitesses et permettant de prédire les conditions d’apparition du bruit de grenaille. La modélisation proposée dans cette thèse repose sur une association originale de différentes modélisations et est applicable à la grande majorité des boites de vitesses. Les éléments flexibles tels que les arbres et les carters sont modélisés par la méthode des éléments-finis. Un modèle d’engrenage basé sur le modèle de contact de Kelvin-Voigt est développé. Ce dernier permet la prise en compte des pertes de contact et des chocs sur les flancs avants et arrières. Pour compléter la modélisation, des modèles de pertes mécaniques sont implémentés afin de prendre en compte l’influence des roulements, des paliers lisses, des synchroniseurs et du barbotage des pignons dans l’huile. Le modèle développé, couplé à un indicateur de bruit de grenaille, permet de réaliser des études de sensibilités afin d’identifier les paramètres influents sur le bruit de grenaille mais aussi de comparer les comportements vibratoires de différentes configurations. Pour finir, une campagne d’essais sur une boite de vitesse industrielle est réalisée et des résultats de simulations lui sont confrontés.
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La boite de vitesses est un des principaux organes d’une automobile et son développement est complexe. De nombreuses contraintes doivent être prises en compte et notamment son comportement acoustique et vibratoire. Cet aspect de la conception est de nos jours assez mal maitrisé et les nuisances acoustiques des boites de vitesses, telle que le bruit de grenaille, sont bien souvent découvertes tardivement. L’objectif de ces travaux était le développement d’un modèle numérique de dynamique des engrenages applicable aux boites de vitesses et permettant de prédire les conditions d’apparition du bruit de grenaille. La modélisation proposée dans cette thèse repose sur une association originale de différentes modélisations et est applicable à la grande majorité des boites de vitesses. Les éléments flexibles tels que les arbres et les carters sont modélisés par la méthode des éléments-finis. Un modèle d’engrenage basé sur le modèle de contact de Kelvin-Voigt est développé. Ce dernier permet la prise en compte des pertes de contact et des chocs sur les flancs avants et arrières. Pour compléter la modélisation, des modèles de pertes mécaniques sont implémentés afin de prendre en compte l’influence des roulements, des paliers lisses, des synchroniseurs et du barbotage des pignons dans l’huile. Le modèle développé, couplé à un indicateur de bruit de grenaille, permet de réaliser des études de sensibilités afin d’identifier les paramètres influents sur le bruit de grenaille mais aussi de comparer les comportements vibratoires de différentes configurations. Pour finir, une campagne d’essais sur une boite de vitesse industrielle est réalisée et des résultats de simulations lui sont confrontés.
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L'objectif de ces travaux était de développer des "prototypes numériques" permettant de simuler, dans un environnement de CMAO, le comportement dynamique global des boîtes de vitesses automobile. Le principe de cette modélisation est basé sur la méthode des éléments finis. Les éléments de structure sont modélisés par des éléments "classiques". Le comportement non-linéaire des organes de transmission est "linéarisé" autour d'un point de fonctionnement statique déterminé en intégrant le comportement non-linéaire des paliers à roulement. Dans le cadre des études dynamiques des éléments "spécifiques" introduisant des matrices de rigidité représentatives du comportement des organes de transmission ont été développés. Les modèles proposés permettent de déterminer les modes propres de la boîte "complète" et également la réponse du mécanisme à une excitation. Des outils et critères numériques ont également été définis pour évaluer l'influence des différents constitutants technologiques sur le comportement global du système. Dans un premier temps lors des études dynamiques, les analyses se sont restreintes à la chaîne cinématique isolée, le carter étant considéré comme rigide. Le rôle prépondérant des roulements et l'influence de la modélisation retenue sur le comportement vibratoire de l'ensemble ont été mis en évidence. La nécessité de prendre en compte l'ensemble de l'environnement statique lors des étapes préliminaires de détermination du point de fonctionnement a également été vérifiée. Dans une seconde étape, la "déformabilité" dynamique des carters a été introduite par l'intermédiaire de matrices réduites. Le couplage entre les déformations dynamiques de la chaîne cinématique et celles du carter a été mis en évidence. A l'issu de ces travaux, validés en parallèle par des études expérimentales préliminaires, le comportement dynamique des boîtes de vitesses en développement peut être prévu, et les conséquences des choix technologiques estimées.
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Cette étude présente de nombreuses simulations numériques du comportement dynamique global de transmissions a engrenage parallèle hélicoïdal dont les résultats sont confrontes a ceux d'une campagne de mesures vibratoires effectues sur une boite de vitesses simplifiée. La modélisation dynamique des composants élastiques de la transmission (engrenages, arbres, roulements, Carter) est réalisée par la méthode des éléments finis. La fluctuation de la raideur d'engrènement est introduite via une matrice de raideur décrivant la liaison élastique entre le pignon et la roue. L’erreur cinématique de transmission est introduire comme source d'excitation vibratoire. Les équations du mouvement sont traitées dans une base modale tronquée déduite des caractéristiques moyennes de la structure. Une nouvelle méthode de calcul, dite méthode spectrale, permet le calcul direct des spectres et des valeurs efficaces des réponses dynamiques en chaque degré de liberté. Cette méthode a été validée par des tests numériques, et se caractérise par des temps de calcul très courts. Elle est exploitée pour l'étude d'une boite de vitesses simplifiée dont le carter est réduit a une simple plaque rectangulaire. Les résultats numériques permettent de conclure sur les phénomènes dominants du comportement dynamique global de la boite, et notamment de mettre en évidence les caractéristiques dominantes du transfert entre l'erreur statique de transmission et la réponse vibratoire du carter. Une campagne de mesures vibratoires effectuées sur une boite semblable a celle retenue pour les simulations numériques a confirme ces caractéristiques
Author: Philippe Couderc Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 160
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Ce travail concerne l'étude théorique et expérimentale du comportement dynamique en torsion des chaînes cinématiques de transmission automobiles. Il comprend la réalisation d'un banc de simulation et d'un logiciel de calcul pour la prédiction du comportement dynamique et la recherche de solutions techniquement satisfaisantes. Le premier chapitre est consacré à la compréhension des phénomènes de vibrations en torsion de la chaîne cinématique soumise à l'acyclisme moteur. Il met en évidence les comportements dynamiques associés aux bruits de point mort, graillonnement, à-coups de couple, bruits de transmission et dresse un état de l'art dans le domaine. Dans le deuxième chapitre, l'étude des fréquences et modes est d'abord effectuée sur des modèles linéaires de chaînes cinématiques. L'étude des phénomènes transitoires non linéaires est ensuite réalisée sur des modèles simples permettant de mieux comprendre les phénomènes de chocs de denture associés aux non-linéarités de l'embrayage [...]
Author: J. Derek Smith Publisher: CRC Press ISBN: 1482276275 Category : Science Languages : en Pages : 300
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Based on over 40 years of consultation and teaching experience, Gear Noise and Vibration demonstrates logical gear noise and vibration approaches without the use of complex mathematics or lengthy computation methods. The second edition offers new and extended discussions on high- and low-contact ratio gears, lightly loaded gears, planetary and spli
Author: Rajesh Rajamani Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 1461414326 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 516
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Vehicle Dynamics and Control provides a comprehensive coverage of vehicle control systems and the dynamic models used in the development of these control systems. The control system applications covered in the book include cruise control, adaptive cruise control, ABS, automated lane keeping, automated highway systems, yaw stability control, engine control, passive, active and semi-active suspensions, tire-road friction coefficient estimation, rollover prevention, and hybrid electric vehicles. In developing the dynamic model for each application, an effort is made to both keep the model simple enough for control system design but at the same time rich enough to capture the essential features of the dynamics. A special effort has been made to explain the several different tire models commonly used in literature and to interpret them physically. In the second edition of the book, chapters on roll dynamics, rollover prevention and hybrid electric vehicles have been added, and the chapter on electronic stability control has been enhanced. The use of feedback control systems on automobiles is growing rapidly. This book is intended to serve as a useful resource to researchers who work on the development of such control systems, both in the automotive industry and at universities. The book can also serve as a textbook for a graduate level course on Vehicle Dynamics and Control.
Author: Thomas Gillespie Publisher: SAE International ISBN: 1468601776 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 512
Book Description
A world-recognized expert in the science of vehicle dynamics, Dr. Thomas Gillespie has created an ideal reference book that has been used by engineers for 30 years, ranging from an introduction to the subject at the university level to a common sight on the desks of engineers throughout the world. As with the original printing, Fundamentals of Vehicle Dynamics, Revised Edition, strives to find a middle ground by balancing the need to provide detailed conceptual explanations of the engineering principles involved in the dynamics of ground vehicles with equations and example problems that clearly and concisely demonstrate how to apply such principles. A study of this book will ensure that the reader comes away with a solid foundation and is prepared to discuss the subject in detail. Ideal as much for a first course in vehicle dynamics as it is a professional reference, Fundamentals of Vehicle Dynamics, Revised Edition, maintains the tradition of the original by being easy to read and while receiving updates throughout in the form of modernized graphics and improved readability. Inasmuch as the first edition proved to be so popular, the Revised Edition intends to carry on that tradition for a new generation of engineers.
Author: Martin Treiber Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 3642324592 Category : Science Languages : en Pages : 505
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This textbook provides a comprehensive and instructive coverage of vehicular traffic flow dynamics and modeling. It makes this fascinating interdisciplinary topic, which to date was only documented in parts by specialized monographs, accessible to a broad readership. Numerous figures and problems with solutions help the reader to quickly understand and practice the presented concepts. This book is targeted at students of physics and traffic engineering and, more generally, also at students and professionals in computer science, mathematics, and interdisciplinary topics. It also offers material for project work in programming and simulation at college and university level. The main part, after presenting different categories of traffic data, is devoted to a mathematical description of the dynamics of traffic flow, covering macroscopic models which describe traffic in terms of density, as well as microscopic many-particle models in which each particle corresponds to a vehicle and its driver. Focus chapters on traffic instabilities and model calibration/validation present these topics in a novel and systematic way. Finally, the theoretical framework is shown at work in selected applications such as traffic-state and travel-time estimation, intelligent transportation systems, traffic operations management, and a detailed physics-based model for fuel consumption and emissions.
Author: Mohamed Haddar Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 3642371434 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 653
Book Description
The 5th International Congress on Design and Modeling of Mechanical Systems (CMSM) was held in Djerba, Tunisia on March 25-27, 2013 and followed four previous successful editions, which brought together international experts in the fields of design and modeling of mechanical systems, thus contributing to the exchange of information and skills and leading to a considerable progress in research among the participating teams. The fifth edition of the congress (CMSM ́2013), organized by the Unit of Mechanics, Modeling and Manufacturing (U2MP) of the National School of Engineers of Sfax, Tunisia, the Mechanical Engineering Laboratory (MBL) of the National School of Engineers of Monastir, Tunisia and the Mechanics Laboratory of Sousse (LMS) of the National School of Engineers of Sousse, Tunisia, saw a significant increase of the international participation. This edition brought together nearly 300 attendees who exposed their work on the following topics: mechatronics and robotics, dynamics of mechanical systems, fluid structure interaction and vibroacoustics, modeling and analysis of materials and structures, design and manufacturing of mechanical systems. This book is the proceedings of CMSM ́2013 and contains a careful selection of high quality contributions, which were exposed during various sessions of the congress. The original articles presented here provide an overview of recent research advancements accomplished in the field mechanical engineering.
Author: Giancarlo Genta Publisher: Springer Nature ISBN: 3030356353 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 649
Book Description
This textbook draws on the authors’ experience gained by teaching courses for engineering students on e.g. vehicle mechanics, vehicle system design, and chassis design; and on their practical experience as engineering designers for vehicle and chassis components at a major automotive company. The book is primarily intended for students of automotive engineering, but also for all technicians and designers working in this field. Other enthusiastic engineers will also find it to be a useful technical guide. The present volume (The Automotive Chassis – Volume 1: Component Design) focuses on automotive chassis components, such as:• the structure, which is usually a ladder framework and supports all the remaining components of the vehicle;• the suspension for the mechanical linkage of the wheels;• the wheels and tires;• the steering system;• the brake system; and• the transmission system, used to apply engine torque to the driving wheels. This thoroughly revised and updated second edition presents recent developments, particularly in brake, steering, suspension and transmission subsystems. Special emphasis is given to modern control systems and control strategies.
Author: Guillaume Chauvineau
Author: Guillaume Chauvineau
Author: Adeline Bourdon
Author: Joël Perret-Liaudet
Author: Philippe Couderc
Author: J. Derek Smith
Author: Rajesh Rajamani
Author: Thomas Gillespie
Author: Martin Treiber
Author: Mohamed Haddar
Author: Giancarlo Genta