Modélisation par éléments finis des vibrations non-linéaires des plaques sandwich viscoélastiques

Dans cet article, nous presentons une methodologie numerique pour l'analyse des vibrations non-lineaires des plaques sandwich constituees d'une couche viscoelastique intercalee entre deux parements elastiques. Les modeles de von Karman pour les couches elastiques et de Mindlin pour la couche viscoelastique ont ete adoptes. Cette methode est basee sur une discretisation par elements finis et la technique de la balance harmonique couplee a la methode de Galerkin a un mode. Ainsi, les vibrations non-lineaires des plaques sandwich viscoelastiques ont ete modelisees par une simple equation d'amplitude complexe, qui est obtenue par le calcul numerique de deux coefficients complexes. Le premier coefficient permet d'estimer l'amortissement et la frequence dans le cas lineaire, tandis que le second rend compte des effets non-lineaires en grands deplacements. Les formulations de la pulsation et du facteur de perte en fonction de l'amplitude ont ete donnees analytiquement. Pour valider ce modele, le calcul numerique d'amortissement dans les cas lineaire et non-lineaire et les courbes de reponses pour differentes structures sandwich viscoelastiques (poutres, plaques) ont ete presentes et favorablement compares a des resultats de la litterature et de l'experience.

[1]  Andris Chate,et al.  Finite element analysis of damping the vibrations of laminated composites , 1993 .

[2]  Michel Potier-Ferry,et al.  A numerical method for nonlinear eigenvalue problems application to vibrations of viscoelastic structures , 2001 .

[3]  F Njilie Adamou Évaluation de l'amortissement d'une plaque sandwich acier–polymère–acierDamping prediction of sandwich plate with constrained viscoelastic layer , 2003 .

[4]  J.-F. He,et al.  A finite-element analysis of viscoelastically damped sandwich plates , 1992 .

[5]  Michel Potier-Ferry,et al.  An amplitude equation for the non-linear vibration of viscoelastically damped sandwich beams , 2004 .

[6]  P. Cupiał,et al.  Vibration and damping analysis of a three-layered composite plate with a viscoelastic mid-layer , 1995 .

[7]  N. T. Asnani,et al.  Vibration and damping analysis of a multilayered cylindrical shell. I - Theoretical analysis , 1984 .

[8]  Xi Chen,et al.  Damping Prediction of Sandwich Structures by Order-Reduction-Iteration Approach , 1999 .

[9]  D. K. Rao,et al.  Frequency and Loss Factors of Sandwich Beams under Various Boundary Conditions , 1978 .

[10]  M. Sainsbury,et al.  The Galerkin element method applied to the vibration of damped sandwich beams , 1999 .

[11]  Michel Potier-Ferry,et al.  A shell finite element for viscoelastically damped sandwich structures , 2002 .

[12]  Olivier Polit,et al.  Flexural loss factors of sandwich and laminated composite beams using linear and nonlinear dynamic analysis , 1999 .

[13]  Michel Potier-Ferry,et al.  Iterative algorithms for non-linear eigenvalue problems. Application to vibrations of viscoelastic shells , 2003 .

[14]  Thomas T. Baber,et al.  A FINITE ELEMENT MODEL FOR HARMONICALLY EXCITED VISCOELASTIC SANDWICH BEAMS , 1998 .

[15]  M. Mace Damping of Beam Vibrations By Means of a Thin Constrained Viscoelastic Layer: Evaluation of a New Theory , 1994 .

[16]  G. C. Everstine,et al.  Vibrations of three layered damped sandwich plate composites , 1979 .

[17]  Sondipon Adhikari,et al.  Optimal complex modes and an index of damping non-proportionality , 2004 .