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Communication Dans Un Congrès Année : 2019

Reduced Order Models for Nonlinear Dynamic Analysis With Application to a Fan Blade

Modèles réduits pour l'analyse dynamique non linéaire avec application sur un aube de soufflante

Résumé

In the present work reduced order models (ROM) that are independent from the full order finite element models (FOM) considering geometrical non linearities are developed and applied to the dynamic study of a fan. The structure is considered to present nonlinear vibrations around the pre-stressed equilibrium induced by rotation enhancing the classical linearised approach. The reduced nonlinear forces are represented by a polynomial expansion obtained by the Stiffness Evaluation Procedure (STEP) and then corrected by means of a Proper Orthogonal Decomposition (POD) that filters the full order nonlinear forces (StepC ROM). The Linear Normal Modes (LNM) and Craig-Bampton (C-B) type reduced basis are considered here. The * Corresponding author 1 Balmaseda et al. latter are parametrised with respect to the rotating velocity. The periodic solutions obtained with the StepC ROM are in good agreement with the solutions of the FOM and are more accurate than the linearised ROM solutions and the STEP ROM. The proposed StepC ROM provides the best compromise between accuracy and time consumption of the ROM.
Dans ce travail des modèles d'ordre réduit (MOR) autonomes avec des nonlinéarités géométriques sont développés pour l'étude de la réponse des structures avec grands déplacements et appliqués à une structure d'aube. La structure est supposée présenter des vibrations non linéaires autour de la position d'équilibre statique induite par la rotation améliorant ainsi l'approche classique pour la dynamique des structures tournantes. Les forces non linéaires réduites sont représentées par une approximation polynomiale obtenue par la méthode STEP (STiffness Evaluation Procedure) et corrigées en utilisant une décomposition orthogonale aux valeurs propres (POD) des forces non linéaires issues du modèle complet, conduisant au modèle d'ordre réduit StepC (Step avec Correction). Deux bases réduites sont considérées, les modes linéaires de la structure et la base de Craig-Bampton, cette dernière en vue de la prise en compte future des non linéarités de type contact. Les solutions périodiques obtenues par le modèle d'ordre réduit StepC sont en concordance avec les résultats du modèle complet et sont plus précises que les résultats obtenus avec les modèles d'ordre réduit linéarisés et Step sans correction. Le modèle d'ordre réduit proposé StepC présente le meilleur compromis entre le coût de calcul et la précision des résultats obtenus.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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Dates et versions

hal-02396583 , version 1 (06-12-2019)

Identifiants

  • HAL Id : hal-02396583 , version 1

Citer

Mikel Balmaseda Aguirre, Georges Jacquet-Richardet, Antoine Placzek, Duc Minh Tran. Reduced Order Models for Nonlinear Dynamic Analysis With Application to a Fan Blade. ASME TURBO EXPO 2019, Jun 2019, PHOENIX, United States. ⟨hal-02396583⟩
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