Mécanique - viscoélasticité et barreau

[invite53698644]

Bonjour à tous,

Voici mon problème :

J'étudie la propagation d'une onde dans un barreau. Aux extrémités (libres) de celui-ci, on place des régions absorbantes hautement viscoélastiques, permettant d'atténuer l'onde progressivement jusqu'à l'annuler. Ces régions servent surtout à éviter les réflexions de l'onde sur les extrémités, ce qui revient à modéliser la propagation d'une onde dans un barreau de longueur infinie.

Question:
Est-il préférable de choisir des régions absorbantes dans lesquelles :
a) la viscoélasticité est élevée et constante
b) la viscoélasticité est identique à celle du barreau à sa jonction et augmente en s'éloignant de celui-ci ?

Expliquer.

Merci d'avance !

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[invite53698644]

Pitié pitié =(

[phuphus]

Bonjour Apeth,

je n'ai malheureusement jamais réalisé un tel dispositif en mécanique, par contre en acoustique j'ai vu de nombreuses réalisations et j'en ai fait quelques-unes. Il manque néanmoins des détails pour pouvoir te répondre de manière correcte : ondes de compression ? Cisaillement ? Flexion ? Quelle bande de fréquence ? Quel matériau pour le barreau ?

Pour ne pas avoir de réflexion à l'interface, il faut être adapté en impédance. Pour dissiper l'onde, il faut une impédance complexe "kivabien". En acoustique, on réalise en général une modification progressive de l'impédance, sur une distance qui ne doit pas être petite devant la longueur d'onde.

Donc une première solution est de partir d'une impédance égale à celle de ton barreau pour arriver à une impédance se prêtant bien à la dissipation. Un moyen simple est, je pense, de taille l'extrémité de ton barreau en "V", la longueur du V n'étant pas négligeable devant la plus grande longueur d'onde à dissiper, puis de remplir l'espace ainsi créé par ton matériau viscoélastique. Un point important : c'est en cisaillement que les matériaux viscoélastiques sont les plus efficaces, donc essaye de penser sandwich (par exemple en remplissant l'espace dégagé par la taille en "V" par un feuilletage plutôt que par un bloc viscoélastique).

Une autre solution (meilleure que la première selon moi) consisterait à enrober les extrémités de ton barreau d'un matériau granulaire (essaye déjà avec de la farine ou du sable). Selon mon expérience, cet enrobage ne modifie pas suffisamment l'impédance pour créer une réflexion, mais apporte un amortissement important à condition que la longueur d'enrobage soit suffisante.

D'une manière générale, fais une recherche sur "terminaison anéchoïque mécanique" ou encore "perfectly matched layer". Mais ne t'attends pas à pouvoir faire cela sur une large plage de fréquences avec du viscoélastique : les performances optimales sont obtenues sur une plage réduite de fréquence / température / contrainte. Les matériaux granulaires brassent un peu plus large.

[invite53698644]

Merci pour ta réponse.

En fait il s'agit d'un TP numérique, la question est posée telle quelle, sans histoire de forme en V ou autres. C'est réalisé à l'aide du logiciel Comsol multiphysics.

On regarde le déplacement des particules du barreau suite à cette excitation.

La fréquence nominale de l'excitation est 1 MHz.

Voilou

Apeth

[A voir en vidéo sur Futura]

[phuphus]

Bonsoir,

donc il s'agit juste de créer une condition aux limites de type anéchoïque de manière à observer une belle onde progressive ? Comsol intègre cela de base, avec les PML. Sinon, une condition aux limites de type impédance peut faire le boulot. Si l'intérêt est de mettre en oeuvre du visco-élastique, dis-le moi.

[invite53698644]

Oui il s'agit bien de ça, d'histoire d'anéchoïsme.

En fait plus loin dans le TP ils nous donnent la réponse, qui est bien de mettre une visco-élasticité "décroissante" et non directement haute aux bords du barreau. Mais il faut expliquer POURQUOI.

Merci encore

Apeth