Vers l'identification non-linéaire des structures industrielles au moyen de sinus balayés

Les phénomènes vibratoires non-linéaires sont fréquemment rencontrés dans les structures mécaniques et aérospatiales. La division de ces structures en sous-systèmes assemblés ou l’usage de nouveaux matériaux favorisent l’apparition de mécanismes non-linéaires tels que le frottement, les impacts ou l'hystérésis. Il existe donc un besoin croissant en industrie de pouvoir détecter et identifier ces phénomènes non-linéaires sur des structures complexes et à grande échelle. L’ objectif de ce travail est d'établir une méthodologie d’identification des non-linéarités dans les structures industrielles, allant de la détection à la caractérisation et l’estimation de paramètres non-linéaires. Le processus d’identification est basé uniquement sur des mesures obtenues en sinus balayé, afin d’ obtenir une séparation naturelle des modes ainsi qu’une excitation suffisante des mécanismes non-linéaires. La première étape, la détection, permet de localiser spatialement les sources de non-linéarités dans une structure au moyen d’un indice de non-linéarité. La seconde étape, la caractérisation, offre une visualisation qualitative des comportements non-linéaires locaux en utilisant la méthode dite ASM (Acceleration Surface Method). Cette méthode repose sur l’approximation des forces de rappel non-linéaires au moyen de signaux d’accélération représentés dans l’espace d’état. La dernière étape a recours à la méthode x-ASM (eXtended Acceleration Surface Method) afin d’estimer la valeur de chaque paramètre linéaire du modèle grâce à des procédés d’optimisation couplés à des modèles éléments finis. L’ensemble de la méthodologie est validée sur un avion F-16 Fighting Falcon possédant des non-linéarités au niveau des connexions entre les ailes et la charge utile.