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Le pot vibrant

Publié le 12 mars 2019

Nous nous sommes doté d’une plate forme de test de vibration, destiné à rechercher d’une part les fréquences propres des structures et de vérifier d’autre part leurs intégrités mécaniques aux sollicitations vibratoires. Elle permettra de tester divers dispositifs tels que des interrupteurs thermiques, des cryo-réfrigérateurs à adsorption, des tubes à gaz pulsé….

Ce nouvel équipement est constitué de trois principaux éléments :
• un vibrateur capable de générer une force de 6800 N
• une baie électrique comprenant les amplificateurs de puissance
• un ordinateur pour le pilotage du vibrateur et l’acquisition des données

Essais de vibration
Le dispositif à tester est fixé mécaniquement (par vis) sur une plaque d’interface elle-même liée sur le plateau du vibrateur par l’intermédiaire de vis. La plaque d’interface est équipée d’accéléromètres dédiés au pilotage du vibrateur. Les autres accéléromètres sont vissés sur le dispositif à tester afin d’appréhender la réponse aux sollicitations vibratoires.

La philosophie des essais de vibration est la suivante :
• essai sinus bas niveau : cet essai permet la recherche des fréquences propres de la structure en la sollicitant à une accélération constante dans une gamme de fréquence donnée, typiquement 0,5g entre 20Hz et 2000 Hz. Cet essai constitue la première signature
• essai sinus haut niveau de quelques dizaines de g à basse fréquence typiquement en dehors des fréquences de résonnance. Cet essai « secoue » la structure et permet une éventuelle « mise en place » des différents éléments composant la structure. (par exemple un élément s’est-il légèrement dévissé ?)
• essai random ou aléatoire de quelques dizaines de g RMS : la structure est vibrée simultanément à toutes les fréquences, c’est l’essai proprement dit de tenue mécanique et représente en général l’environnement réel

Moyen de calcul
Le service dispose de logiciels de calculs par éléments finis, Ansys et Cosmos. Ces logiciels permettent de dimensionner les dispositifs dans les domaines mécaniques, thermiques thermomécaniques et vibratoires. Concernant le dernier domaine et avec le logiciel Ansys, il est possible d’effectuer plusieurs types de calcul :
Analyse modale : détermination des fréquences propres d’une structure
Analyse harmonique : sollicitation de la structure de manière sinusoïdale, détermination des déplacements et accélération prise par la structure pour un amortissement théorique donné
Analyse aléatoire : sollicitation de la structure par un spectre de fréquence, détermination des déplacements, accélération et contraintes pris par la structure avec un niveau de probabilité associé. Ce calcul est couplé avec l’analyse modale et permet de d’apprécier la combinaison des différents modes.