HAL Portal Cnam (French National Conservatory for Arts and Crafts)
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Banc de test ROS2 pour la détection embarquée de défauts sur rails
No full textInternational audienceThis presentation focuses on the design and development of an innovative test bench dedicated to validating embedded rail-defect detection systems. Built using the ROS2 framework, this experimental bench can emulate a wide range of train motion conditions and integrates a multisensor setup (line-scan camera and IMU) that is essential for onboard diagnostics. It supports both Software-In-the-Loop and Hardware-In-the-Loop validation modes, which are crucial for testing, refining, and validating detection algorithms under controlled conditions prior to field deployment. This bench therefore constitutes a key tool for accelerating the development of predictive maintenance solutions by ensuring their robustness and adaptability to real-world operating conditions
Fully-passive implementation of multi-branch piezoelectric shunts for multimodal vibration damping
No full textInternational audienceAbstract Vibration damping using resonant piezoelectric shunts mitigates the mechanical resonances by coupling an electrical circuit to a structure through a piezoelectric transducer. The classical resonant shunt consists of an inductor that creates an electrical resonance tuned to the frequency of the mode to be controlled. In order to damp several resonances simultaneously, multi-branch shunts are used with multiple electrical lines connecting a single piezoelectric patch. Several multi-branch shunts have been proposed in the literature. In this work focused on passive control, only circuits involving resistors in series with inductors are considered. Only two solutions are thus retained: the Hollkamp shunt and the current blocking shunt. New tuning equations for the electrical components of these shunts are developed, accounting for the parasitic copper losses in the passive inductors as well as the dielectric losses in the piezoelectric patches. The selection of passive inductors is detailed to ensure adequate resistance margins and reduce the size of the magnetic components. Numerical and experimental comparisons are conducted to evaluate the performance in terms of vibration reduction and the influence of additional resistive components. A thorough assessment of copper and dielectric losses demonstrates the capability for broadband passive vibration reduction, delivering effective performance even for systems with complex geometries and low electromechanical coupling factors
Machine-learning enhanced predictors for accelerated convergence of partitioned fluid-structure interaction simulations
No full textInternational audienceStable partitioned techniques for simulating unsteady fluid-structure interaction (FSI) are known to be computationally expensive when high added-mass is involved. Multiple coupling strategies have been developed to accelerate these simulations, but often use predictors in the form of simple finite-difference extrapolations. In this work, we propose a non-intrusive data-driven predictor that couples reduced-order models of both the solid and fluid subproblems, providing an initial guess for the nonlinear problem of the next time step calculation. Each reduced order model is composed of a nonlinear encoder-regressor-decoder architecture and is equipped with an adaptive update strategy that adds robustness for extrapolation. In doing so, the proposed methodology leverages physics-based insights from high-fidelity solvers, thus establishing a physics-aware machine learning predictor. Using three strongly coupled FSI examples, this study demonstrates the improved convergence obtained with the new predictor and the overall computational speedup realized compared to classical approaches
FDM 3D Printing Material Characterization fin L-Band and Ku-Band
No full textInternational audienceThis scientific publication uses two methods to measure the dielectric parameters of widely available 3D printing material : PLA. The objective is to determine the usability of such material for Radio Frequency (RF) applications
Isostructural Phase Transition of Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> under Laser Shock Compression
No full textInternational audienceWe present in-situ x-ray diffraction and velocity measurements of FeO under laser shock compression at pressures between 38-116 GPa. None of the phases reported by static compression studies were observed. Instead, we observed an isostructural phase transition from -FeO to a new -FeO phase at a pressure of 50-62 GPa. The -FeO phase differs from -FeO by an 11% volume drop and a different unit cell compressibility. We further observed a two-wave structure in the velocity profile, which can be related to an intermediate regime where both and phases coexist. Density functional theory calculations with a Hubbard parameter indicate that the observed unit cell volume drop can be associated with a spin transition following a magnetic collapse
Techniques passives d'amortissement vibratoire par circuits piézoélectriques résonants
No full textNational audienceDans le cadre de l'amélioration de la discrétion acoustique des navires, il est parfois nécessaire de réduire l'amplitude vibratoire de certaines résonances structurelles. Pour cela, diverses techniques passives peuvent être utilisées, comme les amortisseurs à masse accordée, les matériaux viscoélastiques ou encore les shunts piézoélectriques résonants. Cette dernière technique d’amortissement repose sur le couplage d’un shunt résonant — circuit constitué d’une inductance et d’une résistance — avec une structure mécanique munie de transducteurs piézoélectriques, convertissant l’énergie vibratoire en énergie électrique. Lorsque la résonance électrique du shunt est accordée à la fréquence propre du mode à contrôler, l’inductance et la capacité des transducteurs forment un circuit résonant, et l'énergie électrique ainsi convertie est dissipée par la résistance sous forme de chaleur. Un tel shunt étant optimisé pour l'amortissement autour d'un mode spécifique, cette technique peut s'avérer insuffisante pour les structures mécaniques soumises à des excitations à large bande. Afin d'amortir plusieurs résonances simultanément, il est possible d'utiliser des shunts multi-branches. Plusieurs lignes électriques sont alors connectées à un unique transducteur piézoélectrique, chacune des lignes étant dédiée au contrôle d'une résonance spécifique. Néanmoins, cette approche présente deux faiblesses : la performance de réduction vibratoire décroît en fonction du nombre de modes ciblés et le circuit peut conduire à un nombre important de composants électriques. Afin de surmonter ces limites, des avancées récentes ont exploré l'utilisation simultanée de plusieurs transducteurs piézoélectriques, couplés à un réseau interconnecté. Cette distribution assure la mutualisation des performances de réduction vibratoire de tous les transducteurs piézoélectriques avec les résonances mécaniques ciblées. Cependant, la généralisation et l'implémentation d'un tel réseau sous une forme passive sont encore inconnues à ce jour. C’est l’objectif poursuivi par ce travail : développer et valider cette nouvelle stratégie afin de réduire simultanément l'amplitude de plusieurs résonances mécaniques, et ce, avec un contrôle purement passif
Study and Design of a Dual-Cavity Differential Resonant Sensor for Small Liquid Samples
No full textInternational audienceThis paper presents the development andcharacterisation of a differential RF sensor specifically designedfor the dielectric analysis of small liquid samples. The proposedsensor architecture comprises a microstrip line integrated withtwo identically-dimensioned split-ring resonators, engineered toachieve a resonance at 1.89 GHz when unloaded. Experimentalmeasurements confirm the sensor’s high sensitivity to the liquidsunder investigation and demonstrate its versatility, enabledby the incorporation of two dedicated cavities per resonator.Furthermore, the design’s performance aligns with theoreticalpredictions, attesting its robust and reliable operation undervarious conditions
Harmonic balance based simulation of chatter in turning including interrupted cut
No full textInternational audienceRegenerative chatter vibrations in machining remain a critical research challenge. This work investigates post-critical limit cycle oscillations in a single degree-of-freedom (SDOF) machining system case with a one-sided cubic model for tool-workpiece interaction, incorporating multiple delays to model surface formation under interrupted cutting. We combine this surface model with a numerical path-following approach, using harmonic balancing (HB) adapted for delay differential equations (DDEs). The periodicity assumption underlying the HB is checked via time-domain integration. The chatter response is predominantly monoharmonic with an offset. A convergence study reveals the critical influence of the number of consecutive cuts considered, with the optimal value varying significantly across a stability lobe, as does the limit cycle magnitude.</div
Techno-politique des Sciences participatives en contexte numérique/data
No full textInternational audienc
Etude paramétrique de l'influence du chemin inverse sur les performances du contrôle feedforward adaptatif
No full textVibro-acoustique : session générale; GVB - Vibro acoustique et Contrôle du BruitNational audienceDans un objectif d’atténuation acoustique ou vibratoire large bande en régime stationnaire, les techniques de contrôle actif feedforward adaptatif sont particulièrement efficaces. Elles utilisent un filtre de contrôle, qui calcule à partir d’un signal de référence, la consigne permettant à l’actionneur de maximiser l’atténuation en une position cible. A partir des mesures de l’erreur, signal résiduel en cette position, et du signal de référence, un algorithme d’adaptation optimise les coefficients de ce filtre. Le signal émis par l’actionneur se propage vers la position cible, mais également, de manière indésirable, vers le capteur de référence par une trajectoire connue sous le nom de chemin inverse. Cette étude expérimentale vise à évaluer l’impact de la longueur du chemin inverse, sur les performances du contrôle. Pour cela, une poutre encastrée libre, équipée d’un actionneur et de deux capteurs, d’erreur et de référence, est soumise à des sources vibratoires de divers contenus spectraux. Dans le contrôleur sont implémentés successivement deux algorithmes d’adaptation. Le premier, FxLMS, néglige la contribution du signal d’actionneur dans le signal de référence pour optimiser le filtre de contrôle, tandis que le second, basé sur une paramétrisation FIR de Youla-Kučera (FIRYK), en tient compte. Pour chaque source vibratoire et différentes positions du capteur de référence, les performances des deux solutions de contrôle sont comparées en évaluant neuf descripteurs, dynamiques et statiques, calculés respectivement sur les régimes transitoire et permanent du signal d’erreur. Ce travail expérimental montre, comme attendu, qu’avec l’algorithme FxLMS, les performances de contrôle se dégradent lorsque le capteur de référence s’approche de l’actionneur, alors qu’avec FIRYK, elles restent inchangées. De plus, ce travail montre comment évaluer expérimentalement la distance capteur de référence – actionneur en dessous de laquelle les performances de FIRYK dépassent celles de FxLMS, puis celle en dessous de laquelle le signal d’erreur obtenue avec FxLMS diverge