Squeeze film dampers (SFD) are used to reduce dynamical loads in rotating machinery or toimprove their performances in numerous industrial applications. The present paperconsiders the response of a dual shaft system with a SFD mounted on one of its bearings.The study is concerned with the overall system’s dynamics in presence of a sealed SFDbearing with a lateral feeding groove and more specifically with the characterization ofsuch damper in operational conditions. The design characteristics of the SFD are based onthe linear approximation and the optimization w.r.t. sensitivity of appropriate eigenmodesof a numerical model of the dual shaft test rig. In order to gain more insight into theSFD operation, the experimental kinematic and pressure measurements data are processedwithin a numerical model of the fluid film using the short bearing approximation of theReynolds equation and taking into account the flow into the groove. The work holds for lowReynolds number and completely sealed SFD were vapour cavitation is completely absent.

La méthodologie proposée pour l’étude du comportement de matériaux cellulaires soussollicitation dynamique est abordée par une approche multi-échelles. Le comportement desmousses polymères étudiées dépend du matériau constitutif, et de sa structure poreuse.L’approche développée consiste à proposer des moyens expérimentaux qui permettentd’imposer des sollicitations dynamiques sur ces matériaux afin de mesurer leurs réponsesmacroscopiques (pour l’identification de modèles de comportement) et d’identifier aussi laréponse de la structure de ces mousses à des échelles plus fines. L’objectif est ensuitede proposer une modélisation numérique capable de reproduire les phénomènes observés à ceséchelles et de remonter au comportement macroscopique. Des méthodes et des techniquesexpérimentales de caractérisation ont donc été développées aux différentes échelles pouridentifier le comportement macroscopique du matériau cellulaire. Les résultats obtenus àl’échelle macroscopique constituent une base de données indispensable pourl’identification de lois de comportement implémentées dans les dernières versions descodes de calcul éléments-finis. Cet article présente les moyens expérimentaux développéset les résultats des essais obtenus à l’échelle macroscopique.

En dépit des progrès enregistrés en Arthroplastie Totale de Hanche (ATH), sous certainesconditions, les contraintes prothétiques peuvent être amplifiées et transmises auxancrages osseux avec un risque accru de descellement (B. The et al., J. Biomech. 41 (2008)100–105). Les pics de chargement sont identifiés parmi les facteurs qui conduisent auxéchecs des ATH (A. Boulila, Optimisation et aide à la conception d’implants orthopédiques– Étude de l’usure d’implants articulaires de hanche, Travaux non publiés et Rapportd’avancement, INO MT Kassab, décembre 2006, Tunis, 82 p.). Cette étude porte sur unesimulation numérique des prothèses de hanche hybrides, de géométrie et de couple dematériaux différents. On montre que certaines géométries (∅28 × 56 mm) et certains couplesde matériaux (alumine/polyéthylène), peuvent atténuer les contraintes induites après chocet protéger la prothèse contre l’usure ou les ruptures prématurées. Devant une panoplied’une cinquantaine de modèles de prothèses de hanche existant sur le marché (M.R. Urist,Curr. Prob. Surge. 12 (1975) 1–54), certaines PTH de diamètre (interne et externe)incompatible avec un niveau de contraintes admissible doivent être éliminées. Unecombinaison judicieuse des matériaux de contact pour favoriser l’amortissement (cas ducouple polyéthylène/céramique) peut être une solution pour absorber les chocs et remédierau problème de descellement.

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.

Several research works have been focused on integrating FEA (finite-elements analysis)with CAD (Computer Aided Design) over the last decade. In spite of the improvementsbrought by this integration, research work remains to be done in order to better integrateall the operations led during the design process. Until now, the communication between CADmodules remains static. The design process involves several modifications of an initialdesign solution. Consequently, there is a need for more flexible communications betweenCAD modules through the design cycle. Some approaches have been developed in order toreduce the design process length when using FEA, and to automate the transfer of part’sdata from one step of the process to the next one. Automatic re-meshing is one of theseapproaches and it is based on automatically updating the part’s mesh around modificationszones, in the case of a minor change in the part’s design, without the need to re-mesh theentire part. The purpose of this paper is presenting a new tool, aiming at the improvementof automatic re-meshing procedures. It basically consists in automatically identifying andlocating modifications between two CAD parts (typically an initial design and a modifieddesign). A major benefit of the approach presented here is that it is completelyindependent of the description frame, which is made possible with the use of vector-basedgeometric representations.

Les problèmes actuels en mécanique dans le domaine ferroviaire font intervenir de manièreintensive des non-linéarités, que ce soit dans le comportement des composants du système(ex. ballast...), ou aux interfaces. Par ailleurs, la prise en compte de l’aléatoire dansla modélisation devient incontournable, tant pour les sollicitations du système que pourla variabilité de ses caractéristiques. Ces deux tendances sont illustrées sur desexemples de problématiques actuelles : dynamique des véhicules et de l’infrastructure,crissement...

Predicting the dynamic behavior of laminated rotors in bending requires theidentification of the bending rigidity of the laminated core. An identification ofconstitutive properties is proposed on the rotor at rest, which is a first step forrotordynamics prediction. Modal parameters predicted and measured are included in afunctional based on a hybrid Rayleigh quotient and combined with the Guyan method, themaster degrees of freedom corresponding to the measurement points. The laminated corerigidity is extracted through a Levenberg-Marquardt minimization.

Une revue bibliographique étendue est réalisée sur le thème de l’usinabilité descomposites à matrice polymère renforcée par des fibres, dans le but de fournir desrésultats et conclusions sur l’usinage des matériaux composites à matrice thermoplastiqueet à fibres courtes. Un rappel sur l’état de l’art dans ce domaine, sur les spécificitésliées à l’usinage des composites organiques et sur les différents modèles ayant étéintroduits pour prédire les paramètres de coupe a été effectué. Les paramètres affectantl’usinabilité proprement dite des composites ont été revus, ensuite une richebibliographie sur le sujet est présentée. Enfin les critères d’usinage ont été présentéssous forme synthétique en considérant les différentes contributions développées dans cedomaine et, de manière presque exhaustive, toutes les références bibliographiquessignificatives ayant traité de ce sujet.

This paper aims at the formulation of a computational model for the simulation of adhesion phenomena in micro-electro-mechanical systems (MEMS) under various environmental conditions. The present approach is based on finite-element (FE) simulations of a representative part of the surface. The micro-scale analyses include the contact behaviour of the asperities and different “proximity interactions” like Van der Waals and capillary forces. The model is first validated in the simple case of a sphere over a flat surface and then applied to a realistic surface sample.

Cet article est dédié à l’étude des vibrations libres et forcées d’une structure àsymétrie cyclique, soumise à des non-linéarités géométriques, par la méthode de la balanceharmonique (HBM). Dans le but d’étudier l’influence des non-linéarités un modèle simplifiéa été développé. Après ajustement des paramètres du modèle, les équations du mouvement seprésentent sous la forme d’équations différentielles du second ordre, linéairementcouplées, où les non-linéarités se traduisent par des termes polynomiaux d’ordre deux ettrois. Les solutions périodiques de ces équations sont recherchées grâce à la méthode dela balance harmonique couplée avec une procédure de continuation. Dans le cas libre, enplus des modes non-linéaires similaires et non similaires, on met en évidence des modesnon-linéaires localisés. Dans le cas forcé, plusieurs types d’excitations sont considérées(excitation sur le premier mode propre linéaire et excitation detunée) et on étudieparticulièrement l’influence du niveau d’excitation sur la structure des réponsesdynamiques. Pour une excitation suffisamment perturbée, on montre que plusieurs solutionspeuvent coexister, certaines d’entre elles étant représentées par des courbes fermées dansle plan fréquence-amplitude.

La dernière décennie a vu apparaître de nombreuses solutions technologiques destinées àaméliorer le confort des automobilistes. L’une d’entre elles, la direction assistéeélectrique (DAE), a considérablement évolué : de plus en plus de véhicules en sontéquipés. L’assistance, délivrée par l’intermédiaire d’un moteur électrique et d’unréducteur roue et vis sans fin, est contrôlée par un calculateur. Cette solution offre despossibilités plus intéressantes en terme de consommation d’énergie que les systèmeshydrauliques encore utilisés sur certains véhicules. La compréhension et lacaractérisation du comportement dynamique des DAE sont devenues des préoccupationsmajeures. En effet, afin de répondre à des exigences vibratoires et acoustiques toujoursplus sévères, le comportement sonore et vibratoire de la direction est étudié. Dans cecontexte, le comportement dynamique de l’ensemble de la DAE est simulé. L’accent anotamment été mis sur la modélisation des deux engrenages présents dans le système(roue-vis sans fin et pignon-crémaillère) et leurs systèmes à rattrapage de jeu. Lamodélisation de la ligne poussoir des DAE est présentée, ainsi que sa validation et sonintégration dans un modèle dynamique d’ensemble. Cette étude consiste en une approche à lafois numérique et expérimentale de la problématique étudiée.

In recent decades, problems related to the squeeze of fluid films in the presence of aporous medium draw attention of researchers and are the subject of many applied studiesfor industry and biomechanics. Our concerns in this paper are the numerical simulation ofthe viscous shear stresses effects on the fluid film characteristics between two discswith one porous. This study is based on the coupling, at the fluid film-porous discinterface, of the Darcy-Brinkman equations in the porous medium and the modified Reynoldsequation describing the flow in the fluid film. The system of equations obtained isdiscretized by the means of finite differences method and solved numerically using thetechnique of Successive Over-Relaxation (SOR). The results show that the viscous sheareffects increase the radial and the axial fluid film velocities as well as the squeezefilm velocity but decrease the response time. Moreover, these effects are enlarged forsmaller viscous shear parameter and for smaller fluid film thickness.

Par une étude de stabilité linéaire nous nous proposons d’analyser un écoulement dans unecavité cylindrique remplie de fluide, dont le fond tourne. Le rayon de la cavité est granddevant la hauteur de fluide. Une étude expérimentale récente [S. Poncet, M.P. Chauve, J.Flow Vis. Image Process 14 (2007) 85–105] a mis en évidence une instabilité aux motifsparticulièrement intéressants. Dans ce travail, nous considérons une modélisation de lasurface libre plane (conditions de symétrie) afin de comparer les résultats expérimentauxet notre étude de stabilité linéaire. Nous discuterons de la pertinence de cettemodélisation, c’est-à-dire de la nécessité de prendre en compte la déformation de lasurface.

The power density of a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) depends on severalparameters. The contact resistance between the bipolar plate (BPP) and the gas diffusionlayer (GDL) and the porosity of the GDL are two main parameters involved in theperformance of the PEMFC. The purpose of this work is to develop a numerical model todescribe the contact behavior (contact zone, contact force) on the interfaces between thedifferent layers in order to propose an optimal structure for the high performance of PEMfuel cells. Numerical results can help to increase the knowledge of fuel cell’sperformance and to determine the optimal structure which can be used in the design of fuelcells.

This paper discusses the characteristics of time-frequency estimators to be used in theidentification of systems with localized non-linearities. The common idea underlying thisresearch is that, for certain classes of structural response signals, the availability ofa limited number of experimental data can be partially obviated by taking into account the“localisation” in time of the frequency components of the signals. Time-frequencytechniques for structural identification are reported that extend the definition ofinstantaneous time-frequency estimators and Gabor instantaneous estimators were extractedfrom non-stationary vibration signals. In order to foresee their validity on the basis ofmeasured data, methods were applied to seismic responses obtained from numerical testsconducted on steel frames. The results obtained made it possible to evaluate thecharacteristics of time-frequency identification techniques as well as their efficiencywhen applied to non-linear structures.

Le Forage Grande Vitesse Vibratoire (FGVV) est un nouveau procédé de perçage qui permet de tripler la productivité des perçages profonds en supprimant les cycles d’évacuation des copeaux ainsi que la lubrification. Pour cela un porte-outil spécifique aété développé, qui entre en vibrations axiales auto-entretenues lors de la coupe et permet le fractionnement du copeau, facilitant ainsi sonévacuation. Pour anticiper uneéventuelle diminution de la durée de vie des roulements à billes de l’électrobroche résultant de ces vibrations, un modèle global du comportement dynamique du système tête vibratoire-électrobroche est présenté. Ce modèle est basé sur la modélisation du comportement des entités structurales par deséléments-finis de type « poutre-rotor» prenant en compte les effets dynamiques associés aux hautes fréquences de rotations de l’électrobroche, couplé à des modèles d’interfaces identifiés par la méthode de couplage de réceptance. Le modèle est validé à l’aide d’expérimentations qui montrent une bonne correspondance entre les résultats expérimentaux et numériques. Le modèle est ensuite utilisé pour calculer la durée de vie des roulements à billes de l’électrobroche lors de différentes opérations de perçage. L’influence de la fréquence de rotation et de l’avance sur la durée de vie des roulements estétudiée, permettant ainsi de faire ressortir des plages de fonctionnement optimal.

La dynamique des systèmes mécaniques est fortement impactée par le comportement desmatériaux viscoélastiques. Ainsi, pour mener des analyses aux valeurs propres complexesles plus réalistes possibles, il est indispensable de bien modéliser ces comportements.Expérimentalement, la raideur et l’amortissement de tels matériaux dépendent de lafréquence. C’est pourquoi, nous avons choisi d’étudier le modèle de Maxwell généralisé quipermet de décrire de tels comportements, contrairement à beaucoup de modèles fréquemmentutilisés. Ce modèle met en jeu un certain nombre de paramètres qu’il est nécessaired’identifier, à partir d’essais sur des matériaux. Cet article présente une méthoded’identification à partir de courbes de module et de phase. Parmi toutes les formulationspossibles du modèle de Maxwell généralisé, nous avons choisi celle en pôles et en zérospour réaliser l’identification. Des formules de passage permettent de trouver lesparamètres d’autres formulations comme celle de Prony. La méthode d’identification décritedans cet article est basée sur les courbes asymptotiques du Modèle de Maxwell généralisé.L’identification se passe en 2 temps, les paramètres du modèle sont initialisés, puis uneméthode d’optimisation permet de les ajuster au mieux. Nous comparerons notre méthode àd’autres. Dans le cas d’un système mécanique comprenant plusieurs matériauxviscoélastiques différents, la taille du modèle éléments-finis, mise sous forme d’état,augmente rapidement. Afin de minimiser cette taille, les pôles des différents matériauxviscoélastiques peuvent être choisis identiques. Cette contrainte supplémentaire estimposée dans le schéma itératif d’optimisation.