Conception d’un palier fluide intelligent à patins hydrostatiques contrôlés par des valves électrorhéologiques pour contrôler les vibrations de rotors.

Abstract

La tendance d’augmenter les vitesses de rotation des machines tournantes exige des conceptions de rotors qui doivent fonctionner aux delà d’une ou plusieurs de leurs vitesses critiques. Ces rotors fonctionnent alors dans leur mode flexible et sont sujets à des vibrations importantes. Notre étude comporte deux volets, l’un portant sur le comportement dynamique non linéaire d'un rotor rigide et l’autre portant sur la réponse dynamique d’une ligne d’arbre flexible montée verticalement sur deux paliers à ses extrémités, l'un est un roulement et l'autre est un palier hydrostatique intelligent. Ils sont présentés comme suit : ❑ Dans la première section, un modèle théorique a été développé afin d'étudier le comportement dynamique non linéaire d'un rotor rigide soutenu par un palier hydrostatique intelligent à trois patins lubrifiés par un fluide électrorhéologique négatif à travers une valve électrorhéologique. Un modèle du film fluide hydrostatique non linéaire est développé et présenté. Les résultats non linéaires sont comparés à ceux obtenus en utilisant une approche linéaire. Les résultats montrent un bon accord entre les méthodes linéaire et non linéaire lorsque la force déséquilibrée est faible. Les effets de l'excentricité, de la vitesse de rotation et du champ électrique sur la réponse vibratoire et la force transmise du HSFD sont étudiés à l'aide des modèles linéaires et non linéaires. Les résultats numériques démontrent que ce type de palier hydrostatique intelligent à film compressible fournit aux concepteurs hydrostatiques une nouvelle configuration de palier adaptée pour contrôler les vibrations du rotor et les forces transmises par le palier, en particulier à haute vitesse. ❑ Dans la deuxième section, une étude transitoire est effectuée sur un rotor flexible monté sur deux paliers à ses extrémités, l'un est un roulement et l'autre est un palier hydrostatique intelligent à trois patins lubrifiés par un fluide électrorhéologique négatif à travers une valve électrorhéologique. Les forces du film fluide hydrostatique non linéaire sont calculées analytiquement en considérant l'hypothèse d'un palier à infiniment long, tandis que le modèle du rotor est calculé numériquement afin d'obtenir l'amplitude des vibrations et les forces transmises. Les équations de mouvement sont développées pour un simple modèle à 8DDL, où la méthode des éléments finis est utilisée pour la discrétisation du rotor. Les résultats obtenus montrent que les vibrations du rotor et les forces transmises diminuent lors de l'application d'un champ électrique à l'intérieur de la valve électrorhéologique.