+ 2009 ISIS – Identifier des sources internes d’un système de transmission par engrenages par mesures acoustiques

Porteur du projet

Nicolas Totaro LVA

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Laboratoire(s) membre(s)

DOMAINES SCIENTIFIQUES

Acoustique
Machines tournantes et engrenage
Modélisation numérique et conception robuste

PLATEFORMES INGÉNIERIE@LYON

Acoustique & Vibration
Machines tournantes

SECTEURS INDUSTRIELS

Aéronautique
Automobile
Ferroviaire
Naval
Nucléaire

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Axe(s) de recherches

Transports

OBJECTIF

L’objectif est de reconstruire le champ vibratoire du carter d’une boîte de vitesses automobile à partir de mesures acoustiques externes et, grâce à des modèles numériques vibratoires, de remonter aux sources internes à l’origine du bruit rayonné.

Le projet comporte trois objectifs principaux :

identifier la vitesse vibratoire, la pression pariétale et l’intensité d’un objet en fonctionnement à partir de mesures acoustiques dans un environnement non anéchoïque,
identifier les sources internes de bruit à partir des vibrations reconstruites sur la surface du carter,
gérer les phénomènes d’acyclisme par des mesures et traitements adaptés.

RÉSULTATS

Le projet ISIS a permis de démontrer la faisabilité de l’étude sur des systèmes à engrenages simples (réducteur) ou complexes (boîte de vitesses automobile).

Par des mesures acoustiques effectuées autour de l’objet, les champs vibratoire de surface ont été identifiés et correctement corrélés avec des mesures directes (laser ou accéléromètre).

Les machines tournantes sont cyclo-stationnaires ce qui impose un traitement du signal particulier, notamment par la synchronisation angulaire des acquisitions. Malgré cela, la vibration de la surface externe de l’objet peut être déduite des mesures acoustiques.

L’utilisation d’un modèle éléments finis recalé permet ensuite d’identifier les sources internes.

INTÉRÊT INDUSTRIEL

Les systèmes à engrenages sont souvent la cause de bruits qui peuvent être gênants aussi bien pour des questions commerciales (automobile) que sanitaires (ambiance sonore au travail). Les bruits qu'ils génèrent sont principalement dus aux variations cinématiques et aux variations de raideur liées à la géométrie des dentures, voire aux chocs répétés entre les dents des engrenages en contact. Ce bruit est appelé bruit de sirènement; il est à dominante harmonique avec une fréquence d'engrènement caractérisée par le produit de la vitesse de rotation et le nombre de dents d'un engrenage.

Ces excitations mécaniques vont mettre en vibration le carter du système d’engrenages qui va alors faire rayonner le bruit vers l’extérieur. Les vibrations du carter peuvent donc être corrélées aux excitations mécaniques internes au carter.

L’intérêt industriel est ici d’identifier par des mesures acoustiques externes les sources internes du bruit rayonné et principalement l’Erreur Statique de Transmission.

RESULTAT

IMPACTS

2 publications de rang A :

Dorian Vigoureux; Nicolas Totaro; Jonathan Lagneaux; Jean-Louis Guyader, « Identifying velocity, pressure and intensity fields of sources using the inverse Patch Transfer Functions method”. Journal of Vibration and Acoustics, 137(2), 2015, DOI:10.1115/1.4029000.
Nicolas Totaro; Dorian Vigoureux; Quentin Leclère; Jonathan Lagneaux; Jean-Louis Guyader, « Sound fields separation and reconstruction of irregularly shaped sources”. Journal of Sound and Vibration, 336, p62-81, 2015, DOI: 10.1016/j.jsv.2014.09.040i.

6 communications congrès :

Improved acoustical sources location in gear power transmissions
Matthieu Boucaud; Céline Sandier; Nicolas Totaro; Quentin Leclere; Didier Remond; Joël Perret-Liaudet
18th Symposium Vibrations, Shocks and Noise, Clamart, France, Juillet 2012.
Imagerie acoustique par méthode inverse sur structure à géométrie complexe
S. Forget, N. Totaro, J-L. Guyader, M. Schaeffer
22ème Congrès Français de Mécanique, Lyon (France), 24-28 Août 2015
Source fields reconstruction on a 3d structure in noisy environment
S. Forget, N. Totaro, J-L. Guyader, M. Schaeffer
NOVEM 2015, Dubrovnik (Croatie), 13-15 Avril 2015
Identification de sources acoustiques, par couplage numérique, appliquée à des pièces complexes de GMP
S. Forget, M. Schaeffer, N. Totaro, J-L. Guyader
SIA Simulation Conference 2015, Montigny-Le-Bretonneux (France), 18-19 mars 2015
Perret-Liaudet, J., Carbonelli, A., Rigaud E., Nelain, B. et al. (2014). Modeling of Gearbox Whining Noise. 8th International Styrian Noise, Vibration & Harshness Congress: The European Automotive Noise Conference. July 2-4, Gratz, Austria
Carbonelli, A., Nelain, B., Bouvet, P., Perret-Liaudet, J. & Rigaud, E. (2013). Gearbox whining noise. AIA-DAGA 2013 Conference on Acoustics, March 18-21, Merano, Italy

2 conférences invitées :

Source identification on a reduction gearbox using acoustical measurements in a non-anechoic environment
Nicolas Totaro; Céline Sandier; Quentin Leclere; Didier Remond; Matthieu Boucaud; Joël Perret-Liaudet
19th International Congress on Sound and Vibration, Vilnius (Lithuanie), Juillet 2012.
iPTF methods: How Green’s identity and FEM solver can be used for acoustic inverse methods
N. Totaro , S. Forget,, J-L. Guyader
EURONOISE 2015, Maastricht (Pays-Bas), 31 Mai-3 Juin 2015.

1 thèse :

Sandra Forget Octobre 2013 – Septembre 2016 (Financement CIFRE Renault). Sujet : « Méthodes d’identification de sources acoustiques pour l’aide à la conception préliminaire et détaillée de GMP »

Projets et contrats

La méthode initiée dans ce projet a continué à être développée dans :.

un projet européen PBNv2 (thèse de E.M. Dabankah, soutenue le 22/06/2022, https://www.theses.fr/2022LYSEI057
Le projet a aussi permis d’initier une collaboration avec INNODURA TB autour du développement d’une plateforme expérimentale robotisée.
Un contrat avec Renault sur l’exploitation de la plateforme sur un moteur électrique est en cours.