Caractérisation et modélisation d'un véhicule tout terrain et de ses tampons d'ancrages faits d'élastomères.

Ce projet de ma^trise constitue les premieres etapes d'un projet de recherche et developpement realise conjointement avec l'entreprise Soucy-Baron inc., dont l'expertise est la conception et la production de pieces de caoutchouc, liees ou non au domaine du NVH (Noise Vibration Harshness). Le but de ce projet de recherche et developpement est de concevoir un tampon d'ancrage en caoutchouc capable de rediriger dans le vehicule l'energie vibratoire habituellement dissipee. Le projet englobe plusieurs projets etudiants, comprenant des projets de n d'etude, des stages, des ma^trises cours et des ma^trises recherche. L'objectif de cette ma^trise est de caracteriser les proprietes vibratoires du vehicule (frequences naturelles, modes propres) et d'obtenir un modele numerique de ce vehicule. Le modele numerique sera valide en comparant le comportement vibratoire simule avec les mesures experimentales. Cette ma^trise est composee des premieres etapes du projet de recherche et developpement, soit une recherche bibliographique etendue, l'acquisition de donnees experimentales, la conception d'un modele, la validation du modele et des simulations. Les etapes subsequentes au projet global sont la conception d'un dispositif de recolte d'energie et l'optimisation des tampons d'ancrage. La recherche bibliographique etendue porte sur la conception des systemes d'ancrage, la recolte d'energie, la modelisation par elements nis et les techniques exp erimentales pour l'acquisition de donnees vibratoires. L'acquisition de donnees se divise en deux volets, soit la caracterisation du caoutchouc et la caracterisation du vehicule (systeme moteur-tampons-ch^assis). La caracterisation du caoutchouc est realisee en vue de modeliser celui-ci par elements nis a l'aide de lois de comportement hyperelastiques et viscoelastique. Le caoutchouc est caracterise dans le domaine statique par quatre tests typiques a l'aide d'un equipement servo-hydraulique. La caracterisation du systeme moteur-tampon

Abstract

The purpose of this Masters Thesis is to model an all terrain vehicle (ATV) in order to design a vibration energy harvesting device for engine mounts. Such a device needs to be optimized under known environmental conditions to work properly and to maximize the harvested energy. The ATV was modeled in a Finite Element Analysis (FEA) software in order to simulate the vibration loads and responses on the engine mounts and on the harvesting device. Information about the environment, such as induced forces and corresponding accelerations were needed in order to validate the ATV model and run simulations with the real inputs. A test bench was built in order to characterize the vehicle and its components. Rubber characterization was performed to simulate the hyperelastic and viscoelastic behaviors in the FEA software. Acceleration measurements were taken to identify the movement of the vehicle when excited by the engine. A modal analysis was performed experimentally to nd the natural frequencies and mode shapes of the structure. A new method using force sensors (CF) has been developed to identify the forces exerted by the engine. This method consists in measuring the forces transmitted to the mounts and the accelerations at the mounts. Transmitted forces and corresponding inertia vectors were summed to identify the induced forces. This method was compared with the existing Frequency Response Function (FRF) method. The results achieved with the new developed method were satisfying when compared with the literature. The FEA model was run and improved in order to meet the identied natural frequencies, mode shapes and response spectra measured on the test bench. The results were satisfying according to the natural frequencies and mode shapes, but the model still needs improvement to match the response spectra.