Modélisation , conception et caractérisation de pots vibrants magnétostrictifs. Application au contrôle actif des vibrations

Giant magnetostrictive materials have been available in commercial quantities for over ten years, leading to the design of actuators for industrial and research applications. Magnetostrictive actuators are characterised by their high force capability, large displacements (1200ppm), low volume and operating frequencies up to a few kilohertz. The research has been carried out within a European Brite-Euram project named MADAVIC. It has lead to the realisation of several giant magnetostrictive actuators intended for a number of applications, For ail of them, finite element software developed at the laboratory has been used for magnetic modelling. Characterisation of the actuators has allowed the effects of actuator design trade-offs to be explored in order to determine the optimal configuration for a given specification . . Constructed by METRAVIB-RDS, the prototypes have been tested in terms of dynamic force and displacement in order to obtain a 'figure of merit' for each actuator design, and to better understand the behaviour of the giant magnetostrictive rod at the heart of the system. As with ail transducer materials the non-linear behaviour of magnetostrictive actuators discourages industrialists from using this technology for their applications. To address this problem active vibration control research was undertaken using magnetostrictive actuators. The results obtained demonstrate the capability of this type of actuators for industrial applicationsGrâce à la découverte, il y a dix ans, de nouveaux matériaux magnétostrictifs, un no\... ''3au type d'actionneurs est maintenant réalisable. Les actionneurs à magnétostriction géante sont caractérisés par une force développée importante, un faible déplacement, un faible poids et volume ainsi qu'un fonctionnement jusqu'à quelques kilohertz. Ce travail de thèse a été effectué dans le cadre d'un contrat européen Brite Euram nommé MADAVIC. Il a conduit à la réalisation de plusieurs actionneurs à magnétostriction géante. Pour cela des outils logiciels de modélisation éléments finis développés au laboratoire ont été utilisés. Ils ont permis de comparer les différentes solutions s'opposant dans la conception de ces prototypes afin de les dimensionner de façon optimale et conformément au cahier des charges, Réalisés par l'entreprise METRAVIB-RDS, les prototypes ont été testés en terme de force et de déplacement dynamique afin d'évaluer leurs performances et de mieux comprendre le comportement des barreaux à magnétostriction géante représentant le coeur du système. Ce comportement non-linéaire décourage certain quant à l'utilisation de ce type d'actionneur. Nous avons donc réalisé une expérience de contrôle actif des vibrations utilisant un actionneur à magnétostriction géante. Les résultats obtenus ont permis de montrer l'intérêt d'utiliser ce type d'actionneur pour des applications industrielles