Modélisation et analyse de l’influence du balourd sur le comportement dynamique d’un rotor

L’avancée technologique exige sans relâche des systèmes plus performants et se fait par
la compréhension des phénomènes physiques complexes qu’on rencontre lors de l’exploration
des différents domaines scientifiques. Il est difficile voire impossible d’imaginer notre vie sans
les machines tournantes. Les problèmes des vibrations dans les machines tournantes sont liés à
leurs éléments principaux à savoir : l’arbre, les rotors, les paliers et constituent une
préoccupation majeure, malgré l’évolution dans le domaine de technologie de conception et de
fabrication. La dynamique des rotors des machines tournantes est un domaine particulier de la
mécanique très préoccupant, tant pour la communauté scientifique que pour le monde de
l’industrie.
Cette étude utilise la méthode des éléments finis pour modéliser le rotor et simuler son
comportement en réponse à différentes conditions de fonctionnement. Le balourd, qui peut
affecter le fonctionnement du rotor en introduisant des vibrations indésirables, est également
étudié. L'analyse des résultats de la simulation permet de comprendre l'impact du balourd sur
le comportement dynamique du rotor et de proposer des mesures pour améliorer sa
performance.
Dans notre travail nous allons faire une modélisation et une analyse de l’influence du
balourd sur le comportement dynamique d’un rotor qui présente des bruits et vibrations
excessifs afin de prédire assez facilement son comportement dynamique. La détermination des
équations du mouvement se fait à partir des équations de Lagrange en tenant compte des
différentes relations des énergies (cinétiques et des déformations) y compris les travaux virtuels
de chaque élément du rotor en se basant sur le modèle de Timoshenko à savoir : l’arbre, le
disque, le balourd, le palier. Pour y arriver un modèle à deux roues portées par un arbre supporté
par un palier, que nous avons assimilé à une poutre sur bi-encastrée est choisi tenant compte
des caractéristiques du rotor étudié. L’analyse analytique est réalisée par la méthode des
éléments finis pour les équations du mouvement.
Les résultats et la simulation sont obtenus à l’aide du logiciel RotorInsa dans lequel la
simulation est réalisée dans l’objectif de mettre en évidence l’influence du balourd sur le
comportement dynamique du rotor, le rotor de notre pompe centrifuge est soumis aux vibrations
de flexion plane.
Mots clés : RotorInsa, éléments finis, comportement dynamique, balourd, rotors,
vibration.

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