Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
En tant que solides élastiques, toutes les structures et installations industrielles sont sujettes à des vibrations, qu'il s'agisse de celles qu'elles génèrent (force interne oscillante émise par le balourd d’un arbre tournant, l’interaction de dents d’engrenage…) ou de celles qu'elles subissent de la part de leur environnement (force externe oscillante émise par un moteur voisin, l’attache d’une tuyauterie…). Cet article dresse une description qualitative des principaux phénomènes vibratoires, leur propagation et atténuation. Il s’intéresse ensuite aux désordres occasionnés, les effets peuvent dans certains cas être positifs Sont proposées également quelques notions d'acoustique permettant d’apporter réponse aux problèmes de gêne sonore induits par la vibration des structures industrielles.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Bernard GARNIER : Ingénieur civil de l'École nationale des ponts et chaussées - Directeur technique opérations à la société THALES Underwater Systems
INTRODUCTION
Toutes les structures et installations industrielles sont sujettes à des vibrations, qu'il s'agisse de celles qu'elles génèrent ou de celles qu'elles subissent de la part de leur environnement.
Le présent article a pour but de donner une description qualitative des principaux phénomènes vibratoires. Le paragraphe 4 fournit quelques bases d'acoustique pour traiter les problèmes de gêne sonore induites par la vibration des structures industrielles.
Le second article [R 6 191] Vibrations des structures industrielles – Outils de modélisation, de prédiction et d'interprétation récapitule l'ensemble des moyens à disposition des ingénieurs pour intégrer dans tout type de projet la maîtrise des aspects vibratoires et acoustiques.
L'article [R 6 192] Vibrations des structures industrielles – Outils et méthodes d'analyse expérimentale donne une vue d'ensemble des approches expérimentales qui vont permettre de confirmer ces modélisations, conforter des diagnostics et valider les solutions proposées.
L'article [R 6 194] Vibrations des structures industrielles - Maîtrise des vibrations et du bruit induit - Exemples de cas industriels fournit finalement un certain nombre d'études de cas réels, qui illustre le bénéfice concret des techniques et démarches présentées dans ces divers articles.
Enfin, on se reportera à l'article [R 6 193] Capteurs industriels de vibrations pour connaître et choisir de manière opportune les capteurs de vibration les plus appropriés dans chaque contexte.
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Rayonnement acoustique des structures
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3. Rôles et conséquences des vibrations pour l'industrie
3.1 Domaine très contrasté en termes d'amplitude
À un instant donné, si l'on admet que les phénomènes en jeu restent linéaires, les vibrations de la structure sont proportionnelles aux efforts qui les génèrent : si, toutes choses égales par ailleurs, l'intensité de ces efforts double, la vibration double aussi, qu'on la représente en termes de déplacement vibratoire (ou de vitesse, ou d'accélération) ou de contrainte dynamique dans le matériau constitutif.
Par contre, l'amplitude de la vibration dépend considérablement de la forme de l'effort excitateur en fonction du temps, ou, si l'on préfère raisonner dans l'espace dual auquel on a accès par la transformée de Fourier du signal temporel, en fonction du contenu fréquentiel de l'effort excitateur. On serait tenté de dire que la susceptibilité de la structure aux vibrations est une fonction extrêmement variable relativement à la fréquence de l'effort appliqué : la structure proposée en exemple ci-après pourra être pratiquement insensible à un effort important qu'on lui applique en tel point au rythme de 83 Hz, et prendre des mouvements quarante fois plus grands (et on pourrait trouver des exemples où ce rapport atteint cinquante à deux cents fois) si le rythme (c'est-à-dire la fréquence) de cet effort augmente ou diminue de quelques pour-cent (figure 2).
Ci-dessus : Cylindre de compresseur. Fonction de transfert
(ratio entre accélération vibratoire et force excitatrice en un point donné, en fonction de la fréquence)
3.1.2 Résonances et modes propres
Il est très utile de caractériser cette « susceptibilité aux vibrations » qui est donc une propriété...
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Rôles et conséquences des vibrations pour l'industrie
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - PIRANDA (J.) - Analyse modale expérimentale - [R 6 180]. Base Mesures mécaniques et dimensionnelles (2001).
-
(2) - MOREL (J.) - Surveillance vibratoire et maintenance prédictive - [R 6 100]. Base Mesures mécaniques et dimensionnelles (2002).
-
(3) - REIGNER (G.) - Rappel d'acoustique physique - [R 3 112]. Base Mesures mécaniques et dimensionnelles (2003).
-
(4) - AZAIS (C.), GUILHOT (J.-P.), JOSSERAND (P.) - Acoustique industrielle - [R 3 120]. Base Mesures mécaniques et dimensionnelles (1981).
ANNEXES
STRUCOME 88 - * - Congrès international, Paris, Hermès 2 vol. : vol. 1, p. 568, nov. 1988.
STRUCOME 88 - * - Congrès international, Paris, Hermès 2 vol. : vol. 1, p. 291, nov. 1988.
STRUCOME 88 - * - Congrès international, Paris, Hermès 2 vol. : vol. 2, p. 841, nov. 1988.
STRUCOME 88 - * - Congrès international, Paris, Hermès 2 vol. : vol. 2, p. 833, nov. 1988.
Mécanique, Matériaux, Électricité. - Journal du GAMI (Groupement pour l'avancement de la mécanique industrielle), ISMCM Saint-Ouen, no 415, p. 65.
Mécanique, Matériaux, Électricité. - Journal du GAMI, ISMCM Saint-Ouen, no 424, p. 7.
Mécanique, Matériaux, Électricité. - Journal du GAMI, ISMCM Saint-Ouen, no 424, p. 30.
DUVAL (P.) - Iceberg contre plate-forme offshore. - Le courrier du CNRS, no 71, p. 79, été 1988.
ROCARD (Y.) - L'instabilité en mécanique. - Masson (1954).
GOYDER (H.G.D.), WHITE (R.G.) - Vibrational power flow from machines into built-up structures. - Journal of Sound and Vibrations (JSV), 68(1) (1980).
LESUEUR (C.) et al - Rayonnement acoustique des structures. - Éditions Eyrolles, Collection DER-EDF (1988).
LYON...
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