Mode coupling instability mitigation in friction systems by means of nonlinear energy sinks: numerical highlighting and local stability analysis

Baptiste Bergeot; Sébastien Berger; S Bellizzi

Pré-Publication, Document De Travail Année : 2016

Mode coupling instability mitigation in friction systems by means of nonlinear energy sinks: numerical highlighting and local stability analysis

(1) , (1) , (2)

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2

Baptiste Bergeot

Fonction : Auteur
PersonId : 879
IdHAL : baptiste-bergeot
ORCID : 0000-0001-5362-5125
IdRef : 183405633

Institut National des Sciences Appliquées - Centre Val de Loire

Sébastien Berger

Fonction : Auteur
PersonId : 171725
IdHAL : sebastien-berger
ORCID : 0000-0002-8886-3657
IdRef : 121932699

Institut National des Sciences Appliquées - Centre Val de Loire

S Bellizzi

Fonction : Auteur
PersonId : 8321
IdHAL : sergio-bellizzi
IdRef : 077713788

Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille]

Résumé

In this paper, we study a problem of passive control of friction-induced vibrations due to mode coupling instability in breaking systems. To achieve that, the well-known two degrees of freedom Hultèn's model, which reproduces the typical dynamic behavior of friction systems, is coupled to two ungrounded Nonlinear Energy Sinks (NES). The NES involves an essential cubic restoring force and a linear damping force. First, using numerical simulations it is shown that the suppression or the mitigation of the instability is possible and four steady-state responses are highlighted: complete suppression, mitigation through periodic response, mitigation through strongly modulated response and no suppression of the mode coupling instability. Then the system is analyzed applying complexification-averaging method, the resulting slow-flow is finally analyzed using geometric singular perturbation theory. This analysis allows to explain the observed steady state response regimes and predict some of them. The boundary values of the friction coefficient for some of the transitions between these regimes are predicted. However, the appearance of a three-dimensional super-slow flow subsystem highlights the limitation of the local linear stability analysis of the slow-flow to predict all these boundaries.

Mots clés

Friction-induced vibration Passive control Non linear energy sink Relaxation oscillations Strongly modulated response

Domaines

Acoustique [physics.class-ph]

Fichier principal

Articles_NES_Hulten_HAL_v2.pdf (10.7 Mo)

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Soumis le : vendredi 8 avril 2016-15:55:32

Dernière modification le : mercredi 31 janvier 2024-11:31:32

Archivage à long terme le : mardi 15 novembre 2016-00:10:53

Dates et versions

hal-01299991 , version 1 (08-04-2016)

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hal-01299991 , version 3 (23-05-2018)

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Baptiste Bergeot, Sébastien Berger, S Bellizzi. Mode coupling instability mitigation in friction systems by means of nonlinear energy sinks: numerical highlighting and local stability analysis. 2016. ⟨hal-01299991v1⟩

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