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Etude du contrôle passif par pompage énergétique sous sollicitation harmonique : Analyses théoriques et expérimentales / A study of targeted energy transfer under harmonic excitation : Theoretical analysis and experimental investigationsGourc, Etienne 11 October 2013 (has links)
Les travaux présentés dans cette thèse s’intéressent au contrôle passif des systèmes soumis à une excitation harmonique à l’aide d’absorbeurs non-linéaires de type Nonlinear Energy Sink (NES). Plusieurs voies de recherches ont été dégagées visant : l’étude expérimentale du pompage énergétique, l’étude d’un type de NES alternatif puis la proposition d’une application pour le contrôle passif de l’instabilité de broutement en usinage.L’étude théorique d’un oscillateur linéaire couplé à un NES à raideur purement cubique permet de mettre en évidence les régimes de relaxation. Une procédure de dimensionnement est développée et appliquée à la réalisation d’un dispositif expérimental.La partie suivante est consacrée à l’étude d’un NES à vibro-impact (NES-VI). L’analyse théorique permet de révéler une stratégie de contrôle analogue aux cycles de relaxation observés dans le cas du NES à raideur cubique. Un dispositif expérimental est ensuite élaboré et permet de retrouver ces cycles de relaxation.La dernière partie est dédiée au contrôle passif de l’instabilité de broutement en tournage. La faisabilité à l’aide d’un NES à raideur cubique et d’un NES-VI est établie par l’étude théorique. Le contrôle passif à l’aide d’un NES-VI est réalisé expérimentalement / The work presented in this thesis deal with the passive control of dynamic systems subjected to an harmonic forcing using a Nonlinear Energy Sink (NES). Several research ways have been identified : the experimental study of an harmonic oscillator with an embedded NES, the study of an alternative type of NES and an application for the passive control of chatter instability during machining operations.The theoretical analysis of an harmonically oscillator with an embedded NES with cubic stiffness coupling allow us to reveal the relaxation cycles. A design procedure is presented and applied to the realization of an experimental setup.The next section is devoted to the study of a vibro-impact NES (VI-NES). The theoretical analysis gives an insight on analog relaxation cycle similar to those observed with a NES with cubic stiffness. An experimental setup is presented and these relaxation cycles are observed.In the last section, the idea of passively controling the chatter instability during turning operation using a NES is studied. This possibility is demonstrated theoretically as well for a classic cubic NES as for a VI-NES. This passive control is performed experimentally and a reduction of the vibration amplitude is observed
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Methodenentwicklung zur Simulation von Strömungen mit freier Oberfläche unter dem Einfluss elektromagnetischer WechselfelderBeckstein, Pascal 16 February 2018 (has links) (PDF)
Im Bereich der industriellen Metallurgie und Kristallzüchtung treten bei zahlreichen Anwendungen, wo magnetische Wechselfelder zur induktiven Beeinflussung von leitfähigen Werkstoffen eingesetzt werden, auch Strömungen mit freier Oberfläche auf. Das Anwendungsspektrum reicht dabei vom einfachen Aufschmelzen eines Metalls in einem offenen Tiegel bis hin zur vollständigen Levitation. Auch der sogenannte RGS-Prozess, ein substratbasiertes Kristallisationsverfahren zur Herstellung siliziumbasierter Dünnschichtmaterialien, ist dafür ein Beispiel. Um bei solchen Prozessen die Interaktion von Magnetfeld und Strömung zu untersuchen, ist die numerische Simulationen ein wertvolles Hilfsmittel. Für beliebige dreidimensionale Probleme werden entsprechende Berechnungen bisher durch eine externe Kopplung kommerzieller Programme realisiert, die für Magnetfeld und Strömung jeweils unterschiedliche numerische Techniken nutzen. Diese Vorgehensweise ist jedoch im Allgemeinen mit unnötigem Rechenaufwand verbunden. In dieser Arbeit wird ein neu entwickelter Methodenapparat auf Basis der FVM vorgestellt, mit welchem sich diese Art von Berechnungen effizient durchführen lassen. Mit der Implementierung dieser Methoden in foam-extend, einer erweiterten Version der quelloffenen Software OpenFOAM, ist daraus ein leistungsfähiges Werkzeug in Form einer freien Simulationsplattform entstanden, welches sich durch einen modularen Aufbau leicht erweitern lässt. Mit dieser Plattform wurden in foam-extend auch erstmalig dreidimensionale Induktionsprozesse im Frequenzraum gelöst.
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Methodenentwicklung zur Simulation von Strömungen mit freier Oberfläche unter dem Einfluss elektromagnetischer WechselfelderBeckstein, Pascal 08 January 2018 (has links)
Im Bereich der industriellen Metallurgie und Kristallzüchtung treten bei zahlreichen Anwendungen, wo magnetische Wechselfelder zur induktiven Beeinflussung von leitfähigen Werkstoffen eingesetzt werden, auch Strömungen mit freier Oberfläche auf. Das Anwendungsspektrum reicht dabei vom einfachen Aufschmelzen eines Metalls in einem offenen Tiegel bis hin zur vollständigen Levitation. Auch der sogenannte RGS-Prozess, ein substratbasiertes Kristallisationsverfahren zur Herstellung siliziumbasierter Dünnschichtmaterialien, ist dafür ein Beispiel. Um bei solchen Prozessen die Interaktion von Magnetfeld und Strömung zu untersuchen, ist die numerische Simulationen ein wertvolles Hilfsmittel. Für beliebige dreidimensionale Probleme werden entsprechende Berechnungen bisher durch eine externe Kopplung kommerzieller Programme realisiert, die für Magnetfeld und Strömung jeweils unterschiedliche numerische Techniken nutzen. Diese Vorgehensweise ist jedoch im Allgemeinen mit unnötigem Rechenaufwand verbunden. In dieser Arbeit wird ein neu entwickelter Methodenapparat auf Basis der FVM vorgestellt, mit welchem sich diese Art von Berechnungen effizient durchführen lassen. Mit der Implementierung dieser Methoden in foam-extend, einer erweiterten Version der quelloffenen Software OpenFOAM, ist daraus ein leistungsfähiges Werkzeug in Form einer freien Simulationsplattform entstanden, welches sich durch einen modularen Aufbau leicht erweitern lässt. Mit dieser Plattform wurden in foam-extend auch erstmalig dreidimensionale Induktionsprozesse im Frequenzraum gelöst.
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