Grant: Research Tools and Instruments
École Polytechnique de Montréal
$150,000.00
Banc d'essai aéronautique dédié aux tests de vibration au sol
EF 2015-16
Résumé
Le programme de recherche vise le contrôle de phénomènes aéro-élastiques sur les voilures d’avions et les pales d’hélicoptères. Des concepts novateurs sont développés par simulation numérique et doivent être validés expérimentalement, dans une collaboration existant entre Polytechnique Montréal et ISAE-Supaéro (Toulouse, France). Les essais en soufflerie de surfaces portantes en régime dynamique sont effectués en France et fournissent des données requises pour les modèles numériques. Des tests statiques et dynamiques des prototypes en mode repos (tests de vibration au sol, sans écoulement) doivent être préalablement réalisés à Polytechnique afin d’éviter la rupture (due à une divergence structurale), voire l’explosion de la maquette (due au flottement). De plus pour l’industrie, ces tests permettent de valider les concepts de profils novateurs obtenus à l’aide des modèles numériques avant de débourser des sommes importantes lors d’essais en soufflerie.
Pour appuyer ce programme ambitieux, un banc d’essai unique sera mis en place afin de réaliser les tests de vibration au sol sur des maquettes de petite échelle (3/100). Le banc expérimental comprend un pot vibrant de 6kN et 24 accéléromètres, de façon à réaliser l’analyse modale et les analyses transitoires requises pour la certification des maquettes. Cette installation servira à caractériser les modèles dynamiques à plusieurs degrés de liberté de voilures d’aéronefs.
Cette proposition vise particulièrement l’industrie aéronautique, très présente à Montréal. Elle permettra de renforcer les collaborations avec la France dans le domaine des vibrations dues aux phénomènes aéro-élastiques. Déjà, des doctorants, chercheurs post doctoraux et étudiants de premier cycle en ingénierie sont formés grâce au programme de recherche concerné. En particulier, une synergie est proposée avec la Chaire de recherche IDEX de Pr. Ross à l’Université de Toulouse, dans laquelle des traitements amortissants sont développés pour contrôler la réponse dynamique des structures d’aéronefs.
Les travaux auront des retombées positives sur les collaborations industrielles Canadiennes. On prévoit que le banc sera sollicité par Bombardier, Bell Hélicoptère et par le Groupe français Safran – qui investit abondamment en R&D au Canada – pour réaliser des tests sur des maquettes à petite échelle. Une étude fondamentale sera menée sur le problème des contacts structuraux des composants de moteurs d'avion et leur réponse vibratoire hautement non-linéaire. Le banc d’essai sera mis à disposition pour répondre aux besoins des chercheurs en interactions fluides/structures et en dynamique des structures. Les travaux en aéro-élasticité réalisés grâce à ce nouveau moyen d’essai contribueront à maintenir le Canada au titre de chef de file mondial dans l’industrie aéronautique, et permettent d’envisager à court terme le démarrage de nouveaux axes de recherche.
Programme
Research Tools and Instruments
Bénéficiaire
Emplacement
Quebec, Canada
Type de bénéficiaire
Academia
Type
Grant
Source
NSERC's Awards Data
Tel que publié
Application id
RTI-2016-00574
Name nom
Ross, Annie
Department département
Génie mécanique - Génie mécanique
Organization id
64
Institution établissement
École Polytechnique de Montréal
Province en
Québec
Province fr
Québec
Country en
CANADA
Country fr
CANADA
Fiscal year exercice financier
2015
Competition year année de concours
2016
Award amount
150000
Program id
RTI
Program name en
Research Tools and Instruments
Program name fr
Outils et instruments de recherche
Group en
Discovery grants programs
Group fr
Programmes de subventions à la découverte
Committee code
1609
Committee name en
Engineering (RTI)
Committee name fr
Génie (OIR)
Area of application code
703
Area of application group en
Transportation systems and services
Area of application group fr
Services et systèmes de transport
Area of application en
Aerospace
Area of application fr
Aérospatial
Research subject code
2104
Research subject group en
Mechanical engineering
Research subject group fr
Génie mécanique
Research subject en
Vibrations
Research subject fr
Vibrations
Partie
1
Nb partie
1
Application title
Banc d'essai aéronautique dédié aux tests de vibration au sol
Keyword
NSERC
Application summary
Le programme de recherche vise le contrôle de phénomènes aéro-élastiques sur les voilures d’avions et les pales d’hélicoptères. Des concepts novateurs sont développés par simulation numérique et doivent être validés expérimentalement, dans une collaboration existant entre Polytechnique Montréal et ISAE-Supaéro (Toulouse, France). Les essais en soufflerie de surfaces portantes en régime dynamique sont effectués en France et fournissent des données requises pour les modèles numériques. Des tests statiques et dynamiques des prototypes en mode repos (tests de vibration au sol, sans écoulement) doivent être préalablement réalisés à Polytechnique afin d’éviter la rupture (due à une divergence structurale), voire l’explosion de la maquette (due au flottement). De plus pour l’industrie, ces tests permettent de valider les concepts de profils novateurs obtenus à l’aide des modèles numériques avant de débourser des sommes importantes lors d’essais en soufflerie. <br />
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Pour appuyer ce programme ambitieux, un banc d’essai unique sera mis en place afin de réaliser les tests de vibration au sol sur des maquettes de petite échelle (3/100). Le banc expérimental comprend un pot vibrant de 6kN et 24 accéléromètres, de façon à réaliser l’analyse modale et les analyses transitoires requises pour la certification des maquettes. Cette installation servira à caractériser les modèles dynamiques à plusieurs degrés de liberté de voilures d’aéronefs.</p>
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Cette proposition vise particulièrement l’industrie aéronautique, très présente à Montréal. Elle permettra de renforcer les collaborations avec la France dans le domaine des vibrations dues aux phénomènes aéro-élastiques. Déjà, des doctorants, chercheurs post doctoraux et étudiants de premier cycle en ingénierie sont formés grâce au programme de recherche concerné. En particulier, une synergie est proposée avec la Chaire de recherche IDEX de Pr. Ross à l’Université de Toulouse, dans laquelle des traitements amortissants sont développés pour contrôler la réponse dynamique des structures d’aéronefs. <br />
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Les travaux auront des retombées positives sur les collaborations industrielles Canadiennes. On prévoit que le banc sera sollicité par Bombardier, Bell Hélicoptère et par le Groupe français Safran – qui investit abondamment en R&D au Canada – pour réaliser des tests sur des maquettes à petite échelle. Une étude fondamentale sera menée sur le problème des contacts structuraux des composants de moteurs d'avion et leur réponse vibratoire hautement non-linéaire. Le banc d’essai sera mis à disposition pour répondre aux besoins des chercheurs en interactions fluides/structures et en dynamique des structures. Les travaux en aéro-élasticité réalisés grâce à ce nouveau moyen d’essai contribueront à maintenir le Canada au titre de chef de file mondial dans l’industrie aéronautique, et permettent d’envisager à court terme le démarrage de nouveaux axes de recherche.
