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Analyse expérimentale de la réponse dynamique d'un rotor vertical guidée par des roulements avec jeu

L'objectif de cette thèse est l’étude expérimentale d’un rotor vertical, complexe supporté par deux paliers à roulements et deux paliers aérostatiques. Le fort comportement non-linéaire du rotor est dû aux jeux fonctionnels existants entre les bagues extérieures des roulements et les pièces du carter en vis-à-vis. Les paliers aérostatiques sont destinés à simuler la présence des joints d’étanchéité annulaires et d’apporter de l’amortissement au rotor. Le boitier d’essai est composé d'un rotor représentatif en termes de dimensions, de masse et de répartitions des inerties d’une machine réelle. Il est constitué d’un arbre et de trois disques représentant les rouets et la turbine. Le rotor est entrainé en rotation par une turbine-Pelton et guidé par deux paires de roulements et deux paliers aérostatiques à injection radiale. Le poids du rotor monté verticalement est supporté par une butée aérostatique. Un jeu fonctionnel est prévu entre les bagues extérieures des roulements et leur logement. Les essais ont visé trois valeurs de ce jeu radial (faible, modéré et élevé). L’instrumentation du banc permet la mesure des déplacements radiaux des trois disques suivant deux directions perpendiculaires et des bagues extérieures des roulements suivant une seule direction. Les analyses vibratoires sont représentées sous formes des diagrammes « waterfalls », des diagrammes « full-spectrum » et des orbites. Les réponses dynamiques des disques et des bagues extérieures des roulements ont montré l’instauration d’un comportement non-linéaire du rotor avec l’augmentation du jeu fonctionnel.

Mots-clés libres : Roulements à billes, comportement non linéaire, jeu radial, « waterfall », « full-spectrum ».

Rameau (langage normalisé) :
• Essais dynamiques
  
• Roulements à billes
  
• Vibrations