STAGE - Optimisation du dimensionnement des roulements à billes pour turbomachines à hautes vitessesToulouse

Stage de 6 mois

Présentation du service

Au sein de la Direction Technique et Programme, dans le département Développement des Equipements Internes, le service Machine Tournante est responsable du développement des turbomachines (composants clés de nos systèmes) dans laquelle on retrouve des étages compresseur, turbine ou ventilateur, qu’il faut sans cesse optimiser pour répondre au besoin d’optimisation énergétique des systèmes.

Contexte

La performance d’une turbomachine dépend largement de sa capacité à atteindre des vitesses de rotation extrêmement élevées, pouvant atteindre plusieurs centaines de milliers de tours par minute. À ces vitesses, le dimensionnement des éléments de guidage devient crucial. Dans des environnements vibratoires particulièrement sévères, cette fonction est assurée par des roulements à billes, qui jouent un rôle essentiel en garantissant la stabilité du rotor malgré des jeux de fonctionnement très réduits.

Les vitesses de rotation toujours plus élevées nécessitent de passer par des modes propres liés à la dynamique du rotor, tandis que les charges imposent le choix de nouveaux matériaux pour les bagues, cages et billes. De plus, les hautes températures exigent une étude approfondie de la lubrification pour assurer fiabilité et durabilité. Il est donc primordial pour LIEBHERR de développer des méthodes de dimensionnement avancées pour cette technologie, afin de repousser ses limites.

Objectifs du stage

1. Analyse des contraintes : Étudier les contraintes mécaniques et thermiques auxquelles sont soumis les roulements à billes dans des conditions haute vitesse (> 100 000 RPM).
2. Modélisation et simulation : Développer des modèles numériques pour simuler le comportement des roulements sous différentes conditions de fonctionnement.
   Des outils existants sont à disposition et peuvent être évalués.
3. Optimisation du dimensionnement : Proposer des méthodes de dimensionnement prenant en compte les effets de la lubrification, des températures élevées, des vibrations et des modes propres du rotor.

Ce stage permettra de renforcer les compétences de l’entreprise en matière de dimensionnement des roulements à billes pour turbomachines, contribuant ainsi à l’amélioration de la performance et de la fiabilité de nos systèmes d’air.

Missions principales

• Effectuer une recherche bibliographique et analyser les travaux existants sur le dimensionnement des roulements à billes pour turbomachines.
• Réaliser un état des lieux des applications actuelles chez LIEBHERR.
• Collecter les données d’entrée nécessaires pour le dimensionnement d’un cas concret en cours de développement :
  • Charge statique (poussée axiale, accélérations constantes, etc.)
  • Charge dynamique (vibrations, chocs, etc.)
  • Cycle de vie de la machine (variation de la vitesse et de la température dans le temps)
• Prendre en main les outils de dimensionnement de roulements disponibles chez LIEBHERR (KISSSOFT, MESYS).
• Sélectionner, proposer et comparer le mode de lubrification le plus approprié en fonction des applications (brouillard d’huile ou graissage).
• Étudier la possibilité de créer un modèle numérique de la lubrification.
• Évaluer les déformations du rotor en estimant des matrices de raideur et d’amortissement des roulements ainsi que du balourd, à l’aide du logiciel de dynamique de rotor DYROBES.
• Estimer la durée de vie des roulements dans leur environnement et leur cycle de vie.
• Comparaison des résultats de simulation avec les données expérimentales pour affiner/recaler les modèles.
• Mettre en place un espace d’échange et de capitalisation des savoir-faire via le logiciel collaboratif CONFLUENCE.
• Élaborer une spécification générique destinée à nos fournisseurs de roulements.
• Construire une spécification générique à destination de nos fournisseurs de roulements

Profil

Vous préparez un BAC+5 en Ingénierie mécanique, énergétique ou équivalent et avez des connaissances des Machines Tournantes ou analyse modale.

Liebherr-Aerospace Toulouse c’est…

• Une entreprise indépendante aux fortes valeurs humaines
• Des équipes de travail impliquées et passionnées par leur mission
• Une stratégie axée sur le développement de produits moins impactant en termes de consommation de carburant et d’émissions carbone
• Des actions en faveur de la préservation de l’environnement sur nos sites
• Une politique RH qui met en avant la qualité de vie au travail et l’inclusion
• Un accompagnement à la formation et au développement professionnel
• Des horaires flexibles, des espaces de créativité et salles de repos
• Un CSE dynamique avec une grande variété d’activités culturelles et d’installations sportives…

Avons-nous suscité votre intérêt ? Si c’est le cas, nous serions ravis de recevoir votre candidature en ligne. Si vous avez des questions, veuillez contacter Pauline HEUZE.

One Passion. Many Opportunities.
*Une passion commune. Tant d’opportunités.