Etude du comportement dynamique et du couplage thermomécanique en situation de contact rouet/couvercle
Résumé
Un des risques de fonctionnement des turbomachines concerne la prise de contact induit par la réduction du jeu entre le rouet et le couvercle pour augmenter ses performances aérodynamiques. Ce qui favorise l'échange énergétique entre la partie tournante et la partie fixe, créant un phénomène instable divergeant, aboutissant à des touches sévères lorsque les amplitudes de vibration sont maximales sur le rouet et le couvercle. De nombreux travaux ont été consacrés à la dynamique non-linéaire d'ensemble engendrée par des contacts rotor/stator. Cependant, aucun d'entre eux n'a encore permis d'avoir une compréhension fiable du phénomène. La principale raison est liée aux nombreux mécanismes mis en jeu qui sont à la fois multi-physiques (vibrations, contact frottant, échauffement, usure, etc.), multi-échelle (couplage des réponses dynamique et thermomécanique dans la zone de contact et dans les structures), non-linéaires (contact, mouvements de grande amplitude et déformations importantes, efforts de grande ampleur dans les structures palières, plasticité, etc.) avec de grandes vitesses. Le contact est donc caractérisé par un fort couplage entre la dynamique globale du système et les phénomènes locaux du contact mettant en jeu les caractéristiques matériaux et tribologiques (température, abradabilité du matériau, etc.). Dans ce contexte nous avons développé un banc d'essai pour étudier le contact rouet/couvercle dans un environnement maîtrisé. L'analyse expérimentale ainsi conduite donnera lieu à des mesures précises et tout à fait uniques, et permettra de répondre à un grand nombre d'interrogations quant aux physiques mises en jeux lors de ces interactions. Le résultat majeur sera une meilleure compréhension de la physique et surtout un recalage des outils de simulation qui n'avaient pu être jusqu'alors validés.