Analyse dynamique et modélisation par la méthode des éléments finis d'une chaîne de tenségrité

Dans ce projet, nous analysons un système structural périodique particulier composé de deux structures de tenségrité différentes et de deux masses différentes (structure diométrique) qui agissent comme des oscillateurs (ou résonateurs) ; une méta-structure appelée « tenségrité Chaîne » a été créée, qui est capable d'empêcher la transmission des ondes dans la gamme de 1 à 10 Hz 1.

Cette thèse porte sur la modélisation numérique par la méthode des éléments finis d'un système de chaîne de portique de tenségrité, à l'aide du programme RFEM 5 et du module additionnel RF-DYNAM Pro de Dlubal Software.

Dans un exemple d'application réel est analysé dans lequel la chaîne est conçue pour empêcher la transmission de signal dans les bandes de fréquences appropriées, notamment pour la plage entre 1 Hz et 10 Hz, afin d'isolation sismique d'un objet externe. La structure créée peut être définie comme un solveur sismique unidirectionnel, où le complexe interne des éléments oscille tandis que l'élément externe est isolé.

L'application proposée implique l'utilisation des câbles connectés à une poutre afin de supporter le poids des masses internes et externes et de permettre le mouvement longitudinal des masses. De plus, une extrémité de la chaîne est reliée rigidement au sol, tandis que l'autre extrémité est maintenue libre par un pilier reposant sur des rouleaux cylindriques en acier qui lui permettent de glisser horizontalement : Plus précisément, les composants de la chaîne de tenségrité sont une masse résonante de 64 kg, une masse hôte de 1,01 kg, la rigidité des deux prismes de tenségrité appelées « prisme élancé et prisme carré » est 𝑘ℎ = 3388,13 N/m (somme de deux prismes élancés) et 𝑘𝑟 = 1 942,64 N/m, respectivement.

Cette structure montre l'efficacité d'un connecteur sismique unidirectionnel dans la transmission du signal, à titre d'exemple d'application réelle.