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Accueil/Ingénierie/Résonance en torsion d’une transmission

Résonance en torsion d’une transmission

Système de torsion à deux masses : raideur et amortissement de l’arbre, angle de torsion, premier mode propre, résonance et jeu facultatif.

Transmission à deux inerties

0.16 kg m2
0.42 kg m2
950 Nm/rad
0.055

Excitation et jeu

26 Nm
0.92
0.8 deg

Mesures

Fréquence propre de torsion14.41 Hz
Inertie réduite0.116 kg m2
Amortissement de l’arbre c1.15 Nms/rad
Fréquence d’excitation13.26 Hz
Amplitude linéaire de torsion8.52 deg

Le modèle à deux inerties capture le premier mode de torsion des arbres, accouplements, engrenages et transmissions. Les systèmes réels ajoutent des rapports, plusieurs arbres, un frottement non linéaire, la souplesse d’embrayage et l’interaction avec le régulateur.

Graphiques

À propos du modèle

La résonance en torsion d’une transmission vient souvent d’un mode de basse fréquence : l’inertie du moteur et celle de la charge se tordent l’une par rapport à l’autre à travers un arbre ou un accouplement souple. Deux inerties sont reliées par une raideur et un amortissement de torsion ; le couple moteur est sinusoïdal. La coordonnée relative a pour fréquence propre ω_n = √(k(1/J1 + 1/J2)) ; l’inertie réduite μ = J1J2/(J1+J2) fixe l’échelle de l’amortissement. À droite — amplification de l’angle de torsion près de r = Ω/ω_n = 1 ; un jeu facultatif annule le couple d’arbre dans la zone morte et montre une non-linéarité avec perte de contact. Pas de rapports de transmission, d’arbres multiples, de frottement, d’embrayages ni de boucles de commande actives.

Public : Dynamique des machines et entraînements tournants : oscillations de torsion d’une transmission.

Notions clés

  • oscillations de torsion
  • transmission à deux inerties
  • raideur de l’arbre
  • jeu
  • mode propre
  • inertie réduite

Comment ça marche

Deux inerties J1, J2 reliées par un arbre k,c. Mode de torsion relatif : ω_n = √(k(1/J1+1/J2)), μ=J1J2/(J1+J2). À gauche — disques moteur et charge et torsion θ1−θ2 ; à droite — amplitude de résonance vs r=Ω/ω_n. Le jeu fixe une zone morte où l’arbre ne transmet pas de couple.

Formules

ω_n = sqrt(k(1/J1 + 1/J2)), μ = J1J2/(J1+J2)
J1θ̈1 = Tdrive − Tshaft, J2θ̈2 = Tshaft − Tload; jeu : Tshaft=0 dans le jeu

Questions fréquentes

À quoi sert l’inertie réduite ?
Pour la torsion relative, les deux inerties se comportent comme une seule équivalente μ = J1J2/(J1+J2). Avec la raideur de l’arbre, cela donne la fréquence du mode de torsion.
Que change le jeu ?
Dans l’intervalle angulaire, l’arbre ne transmet pas de couple, donc la réponse devient non linéaire. Le modèle simple montre la perte de contact de façon qualitative, pas les chocs de denture en détail.