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Auteur(s)
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Paul-Eric DUPUIS : Docteur de l'École nationale supérieure de l'aéronautique et de l'espace - Responsable du département Essais mécaniques à la société Intespace
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les vibrations font partie intégrante de notre univers. Le moindre mouvement entraîne des vibrations d'amplitude et de durée variables, depuis l'oscillation lente d'un pont suspendu excité par le vent jusqu'au choc engendré à l'atterrissage par un avion, en passant par le bruit des moteurs de nos voitures. Cet environnement vibratoire est ressenti par l'ensemble des équipements que nous utilisons dans la vie courante et peut engendrer des dysfonctionnements allant jusqu'à la destruction du matériel en question.
C'est ainsi qu'est né le besoin de certifier les structures au travers d'une série d'essais représentatifs de l'environnement vibratoire rencontré par un produit au long de son cycle de vie. La grande diversité des situations rencontrées engendre un large éventail d'essais de nature très différente, ce qui oblige l'opérateur d'un essai de vibrations à utiliser un matériel de mesure tout aussi diversifié.
Le but de cet article est de permettre au néophyte de comprendre quels sont les éléments importants à prendre en compte dans le choix du matériel de mesure, puis, à partir des résultats obtenus, comment les exploiter en évitant les pièges d'une mauvaise interprétation.
Pour cela, après un bref rappel de quelques principes de dynamique des structures, les différents types d'essais de vibrations sont évoqués de manière à mettre en évidence leurs spécificités tant dans les paramètres de mesure que dans le traitement des résultats.
Les différents constituants d'une chaîne d'acquisition sont ensuite détaillés car il est nécessaire de comprendre les avantages et les inconvénients des divers matériels pour faire un choix adapté. L'interprétation des résultats de mesure est une étape indispensable car on ne peut exploiter que ce que l'on sait interpréter.
À titre d'information, la chronologie d'un essai de vibrations est retracée, ce qui permet de restituer chaque étape dans un cadre concret.
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Quelques rappels de dynamique des structures
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7. Conclusion
Tout au long de cet article, le lecteur a pu se familiariser avec le domaine des essais de vibrations au travers de trois étapes principales : d’abord une introduction à la fois théorique et pratique, puis une description détaillée de la chaîne d’acquisition et enfin une dernière étape consacrée à l’analyse des résultats. Le dernier paragraphe est plutôt une annexe permettant de rappeler l’organisation générale d’une campagne d’essai.
Si le domaine abordé est trop vaste pour être traité de manière exhaustive en quelques pages, l’auteur espère tout de même avoir résumé les grands principes régissant l’univers des essais et donné suffisamment d’informations pour qu’une personne néophyte puisse reconnaître les principaux écueils propres à la mise en œuvre d’essais mécaniques de vibrations.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - IMBERT (J.-F.) - Analyse des structures par éléments finis - , 3e édition, Cepadues (1991).
-
(2) - GIRARD (A.) - Dynamique des structures. Techniques d’analyse et d’essais B 5 150 - . Techniques de l’Ingénieur, traité Génie mécanique (1997).
-
(3) - GIRARD (A.), DUPUIS (P.-E.), BUGEAT (L.-P.) - Improved schock characterization - . European Conference on Spacecraft Structures, Materials and Mechanical Testing, Braunsghweig, Allemagne (4-6 novembre 1998).
-
(4) - DUPUIS (P.-E.) - Recalage et optimisation de modèles éléments finis en dynamique avec amortissement - . Thèse de doctorat de l’École nationale supérieure de l’aéronautique et de l’espace, Toulouse (juin 1992).
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(5) - BENDAT (J.-S.), PIERSOL (A.G.) - Random Data : analysis and measurement procedures - . John Wiley & Sons (1971).
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NORMES
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Normes fondamentales. Vocabulaire international des termes fondamentaux et généraux de métrologie - NF X 07-001 - 12.1994
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Relations clients - fournisseurs. Qualité des essais. Lignes directives pour demander et organiser des essais. - NF X 50-142 - 12.1990
-
Recueils de normes françaises « Chocs et vibrations mécaniques » 3 e éd. - NF X 50-142 - 1987
-
Recueils de normes françaises « Essais et analyses. Maîtriser la conception et la réalisation ». - NF X 50-142 - 1998
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Annexe : Traitement du signal. - GAM-EG-13 - 11.1995
ANNEXES
Les caractéristiques de quelques capteurs commerciaux courants sont données dans les tableaux 2, 3 et 4.
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