Développement d’une interface de couplage MBS/FEM avec, pour application, les vibrations générées par les véhicules ferroviaires

Description

Malgré leur développement rapide, les applications dédiées au ferroviaire ne prennent que rarement en compte des vibrations transmises au sol. Dans le but de maîtriser l’influence de la dynamique du véhicule ferroviaire sur la déformation de la voie et sur les vibrations dans le sol, les systèmes véhicule, voie et sol doivent être étudiées dans leur globalité. De nos jours, la modélisation et la simulation des véhicules ferroviaires fait appel aux approches par modélisation multicorps (MBS) afin d’étudier et de concevoir de nouveaux véhicules, dans le but de pouvoir évaluer leurs performances (stabilité, confort). Dans le cadre de l’étude, un modèle a déjà été développé dans le Service de Mécanique Rationnelle, Dynamique et Vibrations, travaillant de manière découplée avec deux sous-systèmes : le premier se focalise sur le sous-système véhicule/voie en proposant une extension à l’approche MBS, permettant de calculer les forces agissant à la surface du sol. Ces forces sont réinjectés dans un modèle éléments finis (FEM) définissant le sol. Tout cela suppose un découplage entre les deux sous-systèmes. Le but de cette recherche est de mener à bien une co-simulation entre les deux entités. Cette technique a largement été étudiée par plusieurs chercheurs, permettant ainsi la création de nouveaux moyens pour des applications spécifiques. Dans ce travail, nous proposons de développer une interface de couplage MBS/FEM avec, pour application, les vibrations générées par les véhicules ferroviaires. D’un point de vue pratique, une simulation hybride sera considérée entre les modèles véhicule/voie et sol. Le logiciel commercial ABAQUS sera utilisé pour le FEM et un programme développé en C++ sera dédicacé pour le MBS. Différentes techniques de couplage seront analysées afin de sélectionner la plus adéquate. Plusieurs cas d’étude seront envisagés afin de valider les résultats obtenus sur base de valeurs expérimentales et examiner la procédure actuelle.