Modal analysis is developed in this paper in order to study the dynamic characteristics of rotating segmented blades assembled with spar. Accordingly, a three dimensional finite element model was built using the three node triangular shell element DKT18, which has six degrees of freedom, to model the blade and the spar structures. This study covers the effect of rotation speed and geometrically nonlinear problems on the vibration characteristics of rotating blade with various pretwist angles. Likewise, the effect of the spar in the blade is taken into consideration. The equation of motion for the finite element model is derived by using Hamilton's principle, while the resulting nonlinear equilibrium equation is solved by applying the Newmark method combined with the Newton Raphson schema. Results show that the natural frequencies increase by taking account of the spar, they are also proportional to the angular rotation speed and influenced by geometric nonlinearity and pretwist angle.

Cet article présente un élément de coque bilinéaire enrichi, adapté à la modélisation des tôles soudées par points de soudure électrique, et implémenté sous Abaqus. L'élément de base est un élément de Simo-Rifaï en petits déplacements et en élasticité linéaire. La modélisation proposée des points de soudure s'inspire des méthodes de modélisation d'inclusion dans un milieu infini par éléments-finis étendus. Le point de soudure est considéré comme quasi ponctuel dans le milieu continu 2D de la tôle ; les fonctions d'enrichissement de l'espace d'approximation des déplacements représentent les modes de déformation locaux des tôles autour des points de soudure, et permettent de représenter correctement les déformées de tôles assemblées sans avoir à mailler les points de soudure. Des exemples démontrent la possibilité de calculer des assemblages de tôles maillées indépendamment.