{"id":75,"date":"2017-06-18T23:51:36","date_gmt":"2017-06-18T21:51:36","guid":{"rendered":"https:\/\/dbvib-consulting.com\/?p=75"},"modified":"2023-08-30T14:10:13","modified_gmt":"2023-08-30T12:10:13","slug":"analyse-dynamique-de-structure","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/dbvib-consulting.com\/analyse-dynamique-de-structure\/","title":{"rendered":"Analyse dynamique de structures"},"content":{"rendered":"
Analyse dynamique de structures<\/h2>\n
Analyse modale <\/strong>e<\/strong>xp\u00e9rimentale<\/strong>, d\u00e9form\u00e9e op\u00e9rationnelle<\/strong>\u00a0<\/strong>et par \u00e9l\u00e9ments finis<\/strong><\/p>\nAnalyse dynamique de structures<\/figcaption><\/figure>\n
Les vibrations constat\u00e9es sur une machine ou sur une structure sont le fruit d\u2019efforts internes ou externes excitant un comportement dynamique de structure caract\u00e9ris\u00e9 par les param\u00e8tres masse, raideur et amortissement. En fonction de la valeur de ces param\u00e8tres, la structure va pr\u00e9senter des modes propres qui, s\u2019ils sont excit\u00e9s, g\u00e9n\u00e9reront des d\u00e9formations avec davantage d’amplitudes.<\/p>\n
Ce ph\u00e9nom\u00e8ne est \u00e0 l\u2019origine de la majorit\u00e9 des d\u00e9gradations par fatigue constat\u00e9es mais permet aussi de r\u00e9aliser des solutions de d\u00e9couplage ou d\u2019absorption dynamique de vibrations.<\/p>\n
Diff\u00e9rents types d’analyses permettent de conna\u00eetre le comportement vibratoire d’une machine ou structure suite \u00e0 des excitations dynamique. Parmi elles, on trouve l’analyse modale exp\u00e9rimentale ou par \u00e9l\u00e9ments finis et l’analyse de la d\u00e9form\u00e9e op\u00e9rationnelle.<\/p>\n
L’analyse modale\u00a0<\/strong><\/h4>\n
Elle a a pour principe de d\u00e9duire des matrices vibratoires les param\u00e8tres caract\u00e9risant les modes propres\u00a0:\u00a0fr\u00e9quences de r\u00e9sonance avec leurs\u00a0d\u00e9form\u00e9es de structure associ\u00e9es ainsi que les masses et raideurs participatives aux modes propres.<\/p>\n
Elle consiste \u00e0 \u00e9tablir une base modale incompl\u00e8te (fr\u00e9quences propres, d\u00e9form\u00e9es propres) qui s’effectue en utilisant des m\u00e9thodes de lissage exploitant les fonctions de transfert acquises sur la base d’un mod\u00e8le math\u00e9matique appropri\u00e9 tenant compte du type d’excitation, du couplage des modes, et de l’importance de la structure.<\/p>\nanalyse modale exp\u00e9rimentale<\/figcaption><\/figure>\n
L’analyse modale exp\u00e9rimentale<\/strong><\/h4>\nanalyse modale par \u00e9l\u00e9ments finis<\/figcaption><\/figure>\n
Elle repose sur une technique qui est celle de l’acquisition des fonctions de transfert (interspectres) entre les efforts g\u00e9n\u00e9r\u00e9s par une excitation ext\u00e9rieure pilot\u00e9e et mesur\u00e9e\u00a0et la r\u00e9ponse vibratoire de la structure dans les 3 directions sur les points d\u2019un maillage repr\u00e9sentatif de la structure \u00e9tudi\u00e9e. Les moyens d\u2019excitation sont g\u00e9n\u00e9ralement le marteau ou la masse de choc ou bien un pot vibrant en utilisant des capteurs de force. Cette approche exp\u00e9rimentale permet donc de caract\u00e9riser une structure existante et permet aussi d\u2019apporter des informations de recalage pour un mod\u00e8le num\u00e9rique.<\/p>\n
L’analyse modale par \u00e9l\u00e9ments finis<\/strong><\/h4>\n
Elle a pour principe d’\u00e9difier un mod\u00e8le num\u00e9rique d\u2019une structure ou d\u2019une pi\u00e8ce par discr\u00e9tisation \u00e0 partir de plans ou d\u2019un mod\u00e8le 3D.\u00a0Nous d\u00e9finissons ensuite les mat\u00e9riaux, les masses rapport\u00e9es et surtout les conditions aux limites d\u00e9finies par des hypoth\u00e8ses ou des r\u00e9sultats de mesures. Le solveur construit alors la base modale de la structure repr\u00e9sentant un syst\u00e8me \u00e0 n degr\u00e9 de libert\u00e9. Cette approche num\u00e9rique peut \u00eatre utilis\u00e9e au stade du projet pour \u00e9valuer le comportement dynamique d\u2019une structure ou alors en curatif pour dimensionner des modifications sur une structure existante.\u00a0Dans ce dernier cas, il est possible de recaler les valeurs de param\u00e8tres du mod\u00e8le par rapport aux r\u00e9sultats d\u2019analyse modale exp\u00e9rimentale.<\/p>\n
L’analyse modale permet donc de caract\u00e9riser le comportement dynamique d\u2019une structure et les applications sont multiples\u00a0:<\/p>\n
\n
Validation d\u2019un design de structure ou de pi\u00e8ce par rapport \u00e0 des fr\u00e9quences d\u2019excitation d\u00e9finies au stade projet ou pour un prototype ou une t\u00eate de s\u00e9rie.<\/li>\n
D\u00e9finition et dimensionnement de modifications visant \u00e0 d\u00e9caler la ou les fr\u00e9quences de r\u00e9sonance de structure par rapport aux fr\u00e9quences d\u2019excitation dans le cadre de d\u00e9gradations r\u00e9p\u00e9t\u00e9es ou de valeurs de vibrations trop \u00e9lev\u00e9es.<\/li>\n
D\u00e9finition et validation d\u2019une solution de d\u00e9couplage.<\/li>\n
\u00c9valuation de la r\u00e9ponse vibratoire d\u2019une structure ou d\u2019une pi\u00e8ce par injection d\u2019efforts ou un raccordement de structure.<\/li>\n
Validation de travaux de maintenance influen\u00e7ant les raideurs de montage (fixation d\u2019un palier, paniers de d\u00e9veloppantes alternateur, \u2026).<\/li>\n
\u00c9tudes de rayonnement de bruit de machines ou de pi\u00e8ces.<\/li>\n
Caract\u00e9risation de vieillissement de structure.<\/li>\n<\/ul>\n
La mesure de d\u00e9form\u00e9e op\u00e9rationnelle a pour but d’identifier la d\u00e9form\u00e9e spatiale d’une structure soumise \u00e0 ses fr\u00e9quences d’excitation r\u00e9elles. Cette technique consiste \u00e0 r\u00e9aliser des mesures de fonction de transfert entre les r\u00e9ponses vibratoires mesur\u00e9es dans les 3 directions suivant un maillage repr\u00e9sentatif de la structure et un point de r\u00e9f\u00e9rence fixe. Elle est g\u00e9n\u00e9ralement mise en \u0153uvre lorsqu\u2019il n\u2019est pas possible d\u2019arr\u00eater l\u2019installation pour r\u00e9aliser une analyse modale exp\u00e9rimentale ou lorsque la structure de grande taille et\/ou de masse ne peut \u00eatre excit\u00e9e par des moyens d\u2019excitation conventionnels du type marteau ou masse.<\/p>\n
Les i<\/strong>nt\u00e9r\u00eats<\/strong>: <\/strong><\/h4>\n
L’analyse de la d\u00e9form\u00e9e d’une structure sous excitation r\u00e9elle permet de<\/p>\n
\n
visualiser dans l’espace les mouvements de l’installation en 3 dimensions m\u00eame pour des fr\u00e9quences d\u2019excitation basses.<\/li>\n
rep\u00e9rer les points les plus vibrants et les points d’inflexion pour lesquels on a le plus de contraintes.<\/li>\n
De v\u00e9rifier par comparaison l’efficacit\u00e9 apport\u00e9e par une modification de structure ou de conditions de fonctionnement de l’installation.<\/li>\n
De dissocier une r\u00e9ponse forc\u00e9e de la structure d\u2019une r\u00e9ponse de mode propre si nous avons les r\u00e9sultats d\u2019analyse modale\u00a0: action sur la source d\u2019excitation dans le premier cas, action sur la structure dans le deuxi\u00e8me cas.<\/li>\n<\/ul>\n
Pour chaque type d’analyse, il est n\u00e9cessaire de d\u00e9finir une d\u00e9marche m\u00e9thodologique sp\u00e9cifique qui sera adapt\u00e9e au cas \u00e0 traiter.<\/p>\n
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