Analyse modale avec l ASM 18

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1 Analyse modale avec l ASM 18 Analyse modale avec l ASM 18 Introduction L analyse modale permet d analyser le comportement dynamique des structures ainsi que leurs résonances. Les fréquences propres, les amortissements modaux et les déformées modales correspondants à l objet testé, permettent de déterminer et d améliorer le comportement vibratoire et donc le comportement acoustique de cet objet. Pour pouvoir réaliser une analyse modale, le comportement dynamique de la structure doit être déterminé à l aide de mesures, de fonctions de transfert. Vous pouvez réaliser des mesures de manière simple à l aide d un marteau et d un capteur d accélération. Après avoir exporté les résultats des mesures vers le format BLK, vous pouvez ensuite utiliser le logiciel très polyvalent d analyse modale ME scopeves TM de Vibrant Technology pour obtenir la représentation animée des modes propres de résonance ainsi que pour réaliser des analyses structurelles dynamiques approfondies (voir figure 1). Figure 1 : Acquisition des paramètres modaux et affichage des déformées modales dans ME scopeves TM Conditions et domaines d application de l ASM 18 L application Impact Measurement (mesure d impacts, contenue dans l ASM 18), permettant la mesure rapide et confortable des réponses structurelles, est disponible dans ArtemiS SUITE à partir de la version 5.1. Il vous faut d autre part un frontal d acquisition avec les capteurs et un marteau d impacts. L'application pour l'acquisition d'impacts d'artemis SUITE supporte les frontaux suivants: SQobold, SQuadriga, SQuadriga II, labcompact12, HEADlab und DATaRec Merci de prendre en compte les notes de bas de page dans la partie Résumé, concernant les versions d'artemis-suite et les licences nécessaires pour chacun des frontaux. 1

2 Cette fonctionnalité a été spécialement développée pour les utilisateurs qui sont essentiellement concernés par l'acoustique (Qualité Sonore, Design sonore), et qui sont régulièrement confrontés aux problématiques du comportements de transfert vibroacoustique des objets mesurés. Cet outil convient particulièrement aux utilisateurs disposant déjà d une licence pour ArtemiS SUITE et par exemple d un SQuadriga II, et qui ne veulent pas acheter un système de mesure et d analyse supplémentaire. Par exemple, dans l industrie automobile, de plus en plus souvent le fournisseur est obligé par le constructeur de garantir les paramètres de montage des composants de sa structure. Il doit en même temps assurer que ses composants ne présentent aucun comportement vibratoire défavorable. Cette fonction convient d autre part, aussi, à tous les utilisateurs qui travaillent dans le domaine du trouble shooting et qui ont besoin d un système de mesure mobile et simple à utiliser. Ils peuvent ainsi grâce aux logiciels et matériels de HEAD acoustics réaliser des analyses préliminaires leur permettant de rapidement identifier tout problème potentiel. Par la suite, les analystes spécialisés en structure pourront examiner les résultats plus en détails. Etant donné que ce type de travail doit souvent être réalisé sur la piste ou sur le site de production, les avantages des systèmes de mesure mobiles SQobold et SQuadriga II, de dimensions compactes et fonctionnant sur batteries, sont évidents. L ASM 18 guide clairement l utilisateur à travers toutes les étapes nécessaires à la mesure. Cette application offre la possibilité d acquérir et de vérifier pratiquement tous les paramètres de manière automatique. La fonction Impact Measurement (mesure d impacts) permet aux utilisateurs inexpérimentés la réalisation rapide et efficace d une analyse structurelle avec peu de travail et une faible sensibilité aux erreurs. Cette fonction se caractérise principalement par son utilisation simple et ciblée pour un nombre de voies réduit. La mesure d impacts a été volontairement développée de manière à être efficace et pourtant simple à mettre en oeuvre, tout en gardant l interface utilisateur compacte et claire. Aperçu de la fonction La fonction Impact Measurement est contenue dans l Online Analysis Module (ASM 18) d ArtemiS SUITE. Elle se compose des différentes étapes de configuration et de mesure. Vous ne pouvez passer à l étape suivante que, si l étape précédente est terminée. Ce concept se démarque volontairement du travail «libre» permis par les projets en zones de travail d ArtemiS. Au niveau fonctionnel, l application Impact Measurement contenue dans la version 5.1 ou 6.0 d ArtemiS SUITE fonctionne selon le principe du Roving Hammer (marteau mobile), c est-à-dire qu une ou plusieurs voies de référence sont fixées, pendant que le marteau est utilisé pour exciter la structure point après point. Différentes étapes Vous commencez à la première étape par indiquer le nom du projet et le lieu où il est sauvegardé. 2

3 À la seconde étape, vous pouvez attribuer la documentation utilisateur, étape que vous pouvez sauter si vous ne le souhaitez pas. La troisième étape consiste, pour vous, à sélectionner le système de coordonnées adapté à votre structure (cartésiennes, cylindriques ou sphériques). Vous pouvez aussi utiliser des noms ordinaires pour désigner les orientations spatiales (par exemple, à gauche, en haut, derrière), au lieu de X, Y, Z. Vous pourrez ainsi ensuite définir plus facilement l orientation du capteur de référence et du marteau. Vous déterminez également au cours de cette étape une liste des points de mesure à frapper et la direction d excitation correspondante. Figure 2 : Sélection du système de coordonnées et des noms ordinaires ainsi que la définition des points de mesure Vous sélectionnez ensuite au cours de la quatrième étape le frontal d acquisition et définissez les voies pour le marteau et les voies de référence. La manipulation simple et l utilisation de noms ordinaires rendent la configuration et l orientation d accéléromètres triaxiaux en particulier sûres et rapides. La cinquième étape vous permet de définir de manière simple les bons paramètres pour les mesures d impact tels que la fréquence d échantillonnage, la longueur de fenêtre et le fenêtrage, le prétrigger pour le marteau, la valeur seuil pour le déclenchement du marteau ainsi que les gammes de mesure correctes. Il vous suffit pour cela de frapper plusieurs fois de suite sur un point de mesure, par exemple, sur le premier. Des LED de couleur vous indiquent alors si les paramètres ont été correctement configurés (voir figure 3). Les utilisateurs expérimentés ont également la possibilité de définir ces paramètres manuellement sur la page des propriétés. L étape de configuration consiste d autre part à réaliser un contrôle de la qualité des impacts afin, par exemple, de vérifier si un rebond a eu lieu. Dans ce cas, l impact doit être renouvellé. Lorsque toutes les LEDs sont au vert, on passe à l étape suivante. 3

4 Figure 3 : Définition des paramètres pour la mesure d impact, sont affichés les signaux temporels du marteau et des références, ainsi que le spectre FFT du marteau et les LEDs des différents paramètres. La sixième étape englobe la mesure des fonctions de transfert. Vous êtes alors guidés point par point à travers la liste de points de mesure que vous avez définis à une étape précédente. Le point de mesure actuel qui doit être frappé à l aide du marteau ainsi que l orientation de l impact sont affichés clairement à l écran. Le nombre d impacts, c est-àdire le nombre de moyennages devant être pris en compte pour définir la fonction de transfert, peut être paramétré sur la page des propriétés. À cette étape aussi, un contrôle de la qualité automatique est réalisé. Il vérifie un éventuel rebond, une éventuelle saturation, si le signal temporel du marteau est trop faible et la cohérence entre le marteau et le signal de référence. En mode automatique, une mesure est rejetée chaque fois que l un des critères de qualité n a pas été respecté Auto Reject). Ceci est indiqué par des LED de couleur s affichant en haut de l étape de mesure. Les utilisateurs expérimentés peuvent, s ils le désirent, configurer le contrôle de la qualité de manière à ce que seul un avertissement s affiche sans provoquer d Auto Reject, ou à complètement désactiver ce contrôle. C est dans ce cas l utilisateur qui décide de rejeter des impacts et les cas dans lesquels la fonction de transfert moyennée doit être sauvegardée ou non. Quatre diagrammes sont affichés dans l étape de mesure (voir figure 4). 4

5 Figure 4 : Affichage du signal temporel du marteau et des références, ainsi que la cohérence et la fonction de transfert moyennée Dès que vous avez réalisé toutes les répétitions d impacts sur un même point de mesure, un fichier HDF est sauvegardé. Pour chaque point, un fichier contenant les fonctions de transfert moyennées pour chaque voie de référence est sauvegardé. La septième et dernière étape consiste à indiquer la manière dont vous désirez analyser vos données par la suite. Vous pouvez visualiser les fonctions de transfert dans un visualiseur ou dans un rapport (voir figure 5) directement dans ArtemiS SUITE ou exporter en un seul clic l ensemble des données vers le format BLK et l utiliser ensuite pour une édition ultérieure dans le logiciel d analyse ME scopeves TM de Vibrant Technology (voir figure 1). Zusätzlich stehen Ihnen.uff und.xls als Export-Formate zur Verfügung. Exemples d application Comportement vibratoire de points de montage d une tuyauterie Comportement vibratoire de points de connexion de hayons lors de l excitation de la carrosserie Oscillations d une jante (flexion ou torsion) Sensibilité acoustique d un palier de transmission (microphone dans l habitacle, impacts sur le palier) 5

6 Figure 5 : Rapport contenant des fonctions de transfert Récapitulatif Version de logiciel requise ArtemiS SUITE à partir de la version 5.1 Licences requises ASM 00, ASM 18 Licences recommandées ASM 02 (affichage des résultats dans le rapport), ASM 23 (pour l export vers UFF format) Frontaux supportés HEADlab 2, labcompact12 3, SQuadriga II 4 ou SQuadriga 5, SQobold 3 et DATaRec 4 6 Matériel nécessaire Marteau, accéléromètre(s) Groupe ciblé Débutants, utilisateurs occasionnels, Trouble shooting mobile 2 L utilisation d un système HEADlab est supportée à partir d ArtemiS SUITE 6.0. Le nombre de voies n est théoriquement pas limité. Avec un ordinateur remplissant les conditions minimales décrites dans la fiche technique d ArtemiS SUITE, on peut p.ex. mettre en oeuvre jusqu à 60 voies (avec le paramétrage suivant : fréquence d échantillonnage de 24 khz, fenêtre de échantillons, moyenne sur 10 points). Selon les performances de votre ordinateur et le paramétrage utilisé, il sera possible d utiliser plus ou moins de voies. 3 Ce frontal est supporté à partir d' ArtemiS SUITE Avec un SQuadriga II le nombre de voies est limité à 6 entrées Line/ICP. 5 Avec le SQuadriga (I), il est uniquement possible d utiliser les voies 1+2 ou les voies Pour les mesures avec un DATaRec 4 vous avez besoin en plus de la licence ASM 28 (ArtemiS SUITE Data Acquistion Support for DATaRec 4). Le DATaRec 4 est supporté à partir d'artemis SUITE