Comptes Rendus
no. 8
A gradient method for viscoelastic behaviour identification of damped sandwich structures
[Une méthode de gradient pour lʼidentification du comportement viscoélastique des structures sandwich]
Imen Elkhaldi1 ; Isabelle Charpentier1  ; El Mostafa Daya1, 2
1 Laboratoire dʼétude des microstructures et mécanique des matériaux, UMR CNRS 7239, île du Saulcy, 57045 Metz cedex 01, France
2 Unité mixte internationale UMI GT CNRS 2958, Georgia Tech Lorraine, 2, rue Marconi, Metz 57070, France
Comptes Rendus. Mécanique, Volume 340 (2012) no. 8, pp. 619-623.

Lʼestimation des propriétés amortissantes suppose un modèle viscoélastique calibré par des expériences et des simulations. Cette Note présente une méthode de gradient pour lʼidentification du comportement viscoélastique de structures sandwich dédiées au contrôle passif des vibrations mécaniques. La méthode combine des données expérimentales, des simulations numériques réalisées avec un solveur de problèmes aux valeurs propres non-linéaires complexes, et du contrôle optimal pour lʼidentification de paramètres viscoélastiques. Un outil de différentiation automatique est utilisé pour obtenir des dérivées numériques exactes à la précision machine près avec un minimimum dʼeffort pour lʼutilisateur. Des résultats sont présentés pour une poutre sandwich à cœur viscoélastique dépendant de la fréquence.

The damping properties estimation assumes a viscoelastic model calibrated from experiments and simulations. This Note presents a gradient method for viscoelastic behaviour identification of damped sandwich structures devoted to the passive control of mechanical vibration. The method combines experimental data, numerical simulations realized with a complex non-linear eigenvalue solver using the asymptotic numerical method, and optimal control for the identification of viscoelastic parameters. An automatic differentiation tool is used to get numerical derivatives exact up to the machine precision with minimal user effort. Results are presented for a sandwich beam with a frequency dependent viscoelastic core.

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DOI : 10.1016/j.crme.2012.05.001
Keywords: Vibrations, Sandwich structures, Viscoelastic model, Complex non-linear eigenvalue solver, Parameter identification, Gradient method, Automatic differentiation
Mot clés : Vibrations, Structures sandwich, Modèle viscoélastique, Solveur de problèmes aux valeurs propres complexes, Identification de paramètres, Méthode de gradient, Différentiation automatique
Imen Elkhaldi 1 ; Isabelle Charpentier 1 ; El Mostafa Daya 1, 2

1 Laboratoire dʼétude des microstructures et mécanique des matériaux, UMR CNRS 7239, île du Saulcy, 57045 Metz cedex 01, France
2 Unité mixte internationale UMI GT CNRS 2958, Georgia Tech Lorraine, 2, rue Marconi, Metz 57070, France 
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Imen Elkhaldi; Isabelle Charpentier; El Mostafa Daya. A gradient method for viscoelastic behaviour identification of damped sandwich structures. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 340 (2012) no. 8, pp. 619-623. doi : 10.1016/j.crme.2012.05.001. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/j.crme.2012.05.001/

[1] J. Landier, Modélisation et étude experimentale des propriétés amortissantes des tôles sandwich, Ph.D. Thesis, University of Metz, 1993.

[2] E. Daya; M. Potier-Ferry A numerical method for non-linear eigenvalue problems application to vibrations of viscoelastic structures, Computers & Structures, Volume 79 (2001) no. 5, pp. 533-541

[3] L. Hascoët, V. Pascual, Tapenade 2.1 userʼs guide, Technical Report 0300, INRIA, 2004, http://www.inria.fr/rrrt/rt-0300.html.

[4] I. Charpentier; M. Potier-Ferry Différentiation automatique de la méthode asymptotique numérique typée: lʼapproche Diamant, Comptes Rendus Mecanique, Volume 336 (2008), pp. 336-340

[5] M. Bilasse; I. Charpentier; E. Daya; Y. Koutsawa A generic approach for the solution of nonlinear residual equations. Part ii: Homotopy and complex nonlinear eigenvalue method, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, Volume 198 (2009), pp. 3999-4004 | DOI

[6] E. Daya; M. Potier-Ferry A shell finite element for viscoelastically damped sandwich structures, Revue Européenne des Eléments Finis, Volume 11 (2002), pp. 39-56

[7] M. Williams; R. Landel; J. Ferry The temperature dependance of relaxation mechanisms in amorphous polymers and other glass forming liquids, Journal of the American Chemical Society, Volume 77 (1955), pp. 3701-3707

[8] A. Araújo; C.M. Soares; C.M. Soares; J. Herskovits Optimal design and parameter estimation of frequency dependent viscoelastic laminated sandwich composite plates, Composite Structures, Volume 92 (2010), pp. 2321-2327

[9] E. Barkanov; E. Skukis; B. Petitjean Characterization of viscoelastic layers in sandwich panels via an inverse method, Journal of Sound and Vibration, Volume 327 (2009), pp. 402-412

[10] A. Griewank Evaluating Derivatives. Principles and Techniques of Algorithmic Differentiation, Frontiers in Applied Mathematics, vol. 19, SIAM, Philadelphia, 2000

[11] F. van Keulen; R. Hafka; N. Kim Review of options for structural design sensitivity analysis. Part 1: Linear systems, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, Volume 194 (2005), pp. 3213-3243

[12] I. Charpentier Sensitivity of solutions computed through the asymptotic numerical method, Comptes Rendus Mecanique, Volume 336 (2008), pp. 788-793

[13] I. Charpentier Checkpointing schemes for adjoint codes: Application to the meteorological model Meso-NH, SIAM Journal on Scientific Computing, Volume 22 (2001), pp. 2135-2151

[14] I. Charpentier On higher-order differentiation in non-linear mechanics, Optimization Methods & Software, Volume 27 (2012), pp. 221-232

[15] C. Zhu; R. Byrd; J. Nocedal L-bfgs-b: Algorithm 778: L-bfgs-b, Fortran routines for large scale bound constrained optimization, ACM Transactions on Mathematical Software, Volume 23 (1997), pp. 550-560

[16] A. Baz; J. Ro Optimum design and control of active constrained layer damping, Journal of Mechanical Engineering Design, Volume 117 (1995), pp. 135-144

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