ISO 7626-5-1994 Vibration and shock - Experimental determination of mechanical mobility - Part 5 Measurements using impact excitation with an exciter which is n.pdf

1、NO*RME INTERNATIONALE Iso 7626-5 Premire dition 1994-07-l 5 Vibrations et chocs - Dtermination exprimentale de la mobilit mcanique - Partie 5: Mesurages partir d applique par un exci structure une excitation par choc tateur non solidaire de la Vibration and shock - Experimen ta/ determina tion of me

2、chanical mobility - Part 5: Measurements using impact excitation with an exciter which is not attached to the structure Numro de rfrence ISO 7626-5: 1994(F) ISO 7626=5:1994(F) Sommaire Page 1 Domaine dapplication . . . . . . *. 1 2 Refrences normatives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 Dfinitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 Caractristiques gnrales des mesu

4、rages par la methode dexcitation par choc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 5 Support de la structure soumise lessai ,.,.,.,.,.,. 5 6 Application de lexcitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5、 . . . . . . . . *. 5 7 Transducteurs .,.,.,.,.,.,.,.,., 10 8 Traitement des signaux issus du transducteur . . . . . . . . . . . . . . * 10 9 Validation des mesurages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Annexes A Correction

6、 des rsultats de mesurages de mobilite aprs application dune fentre exponentielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 B Bibliographie ,.,.,., 25 0 60 1994 Droits de reproduction reserves. Sauf prescription differente, aucune partie

7、 de cette publi- cation ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun pro- cd, electronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord ecrit de Iediteur. Organisation internationale de normalisation Case Postale 56 l CH-1 211 Geneve 20 l Suis

8、se Imprime en Suisse ii 0 ISO ISO 7626-5: 1994(F) Avant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fderation mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de IISO). Lelaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comites techniques de IISO. C

9、haque comite membre interesse par une etude a le droit de faire partie du comite technique cree cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen- tales, en liaison avec IISO participent galement aux travaux. LISO colla- bore troitement avec la Commission lectrotechni

10、que internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les projets de Normes internationales adopts par les comites techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 % au moins des co- mites membres v

11、otants. La Norme internationale ISO 7626-5 a te elaboree par le comite techni- que ISO/TC 108, Vibrations et chocs mecaniques. LISO 7626 comprend les parties suivantes, prsentes sous le titre g- neral Vibrations et chocs - Determina tion exprimentale de la mobilite mcanique: - Partie 1: Dfinitions f

12、ondamentales et transducteurs - Partie 2: Mesurages avec utilisation dune excitation de translation en un seul point, au moyen dun gnrateur de vibrations solidaire de ce point - Partie 3: Mesurages de la mobilit avec utilisation dune excitation de rotation en un seul point - Partie 4: Mesurages de l

13、a ma trice globale de mobilit6 avec utilisation dexcitants Ii b) dterminer les proprits modales dune structure (frquences natu- relles, formes de mode et taux damortissement); c) prvoir linteraction dynamique de structures interconnectes; d) verifier la validite et ameliorer lexactitude des modeles

14、mathma- tiques des structures; e) determiner les proprits dynamiques (cest-dire le module com- plexe dlasticit) des matriaux sous une forme pure ou composite. Pour certaines applications, une description complte des caractristiques dynamiques peut tre requise laide des mesures des forces de translat

15、ion et des mouvements le long de trois axes orthogonaux, de mme que des mesures de moments et mouvements de rotation autour de ces trois axes. Cet ensemble de mesures fournit une matrice de mo- bilit 6 x 6 pour chaque endroit examine. Pour N endroits dune structure, le systme aura ainsi une matrice

16、gnrale de mobilite correspondant 6N x 6N. En pratique et dans la plupart des cas, il nest pas necessaire de connatre la matrice 6N x 6N toute entire. II est souvent suffisant de mesurer la mobilite du point dapplication et quelques mobilites de transfert par exci- tation dun seul point dans une seul

17、e direction, puis de mesurer la rponse iv 0 ISO ISO 7626-5: 1994(F) translationnelle aux points critiques de la structure. Dans dautres applica- tions, seules des mobilites rotationnelles peuvent prsenter de linter-et. Pour simplifier lutilisation des differentes parties de IISO 7626 lors de mesurag

18、es varies de la mobilit, effectues dans la pratique, IISO 7626 est publie sous forme dun ensemble de cinq parties spares. LISO 7626-l concerne les definitions fondamentales et les transducteurs. Les informations fournies dans IISO 7626-l sont communes la plupart des oprations de mesurage de la mobil

19、ite. LISO 7626-2 concerne les mesurages de la mobilite partir dune exci- tation translationnelle en un seul point laide dun gnrateur de vi- brations solidaire de ce point. LISO 7626-3 concerne les mesurages de la mobilite partir dune exci- tation rotationnelle en un seul point laide dun gnrateur de

20、vibrations solidaire de ce point. Les informations fournies servent surtout predire la rsonance en rotation dun systme rotor. LISO 76264 concerne les mesurages de la matrice de mobilite toute en- tiere laide de gnrateurs de vibrations solidaires. Ceci inclut les termes rendant compte des excitations

21、 translationnelles, rotationnelles et leurs combinaisons pour la matrice 6 x 6 chaque endroit de la structure. LISO 7626-5 (la prsente partie de IISO 7626) concerne les mesurages de la mobilit partir dune excitation dimpact laide dun gnrateur non fixe la structure. La mobilite mecanique est definie

22、comme la fonction de rponse en fr- quence formee par le rapport du vecteur tournant de la rponse en vi- tesse, en translation et en rotation, au vecteur tournant de la force ou du moment dexcitation appliques. Si la rponse est mesuree avec un acc- Iromtre, la conversion en vitesse est necessaire pou

23、r obtenir la mobilite. Une autre solution est dutiliser le rapport daccleration la force, appele acclrance, pour caractriser une structure. Dans dautres cas, on peut aussi utiliser la souplesse dynamique, savoir le rapport du deplacement la force. NOTE 1 Antrieurement, les fonctions de rponse en frq

24、uence des structures ont souvent t exprimes par des inverses dune des caract la matrice de la mobilit et la matrice de limpdance doivent donc tre inverties rciproquement pour obtenir la compatibilit des grandeurs. Ce point . est trait dans IISO 7626-l :1986, annexe A. Introduction B la prsente parti

25、e de NS0 7626 La methode dexcitation par choc est aujourdhui largement utilise pour mesurer la rponse en frquence des structures, en raison de sa rapidite et dun cot de mise en uvre relativement peu lev. Cependant, lexactitude des determinations de la mobilite effectues par cette m- thode dpend fort

26、ement des caractristiques de la structure essaye et des mthodes exprimentales utilisees. II est donc parfois difficile, et dans certains cas impossible, dobtenir une exactitude quivalente a celle que lon peut atteindre avec des methodes dexcitation continue avec exci- tateur solidaire de la structur

27、e; par ailleurs, le risque de commettre des erreurs grossires de mesurage est plus important avec une excitation par choc. (Voir 7). Malgr ces limites, cette mthode peut savber extr- mement utile lorsquelle est applique convenablement. ISO 7626-5:1994(F) 0 ISO La prsente partie de IISO 7626 constitu

28、e un guide dutilisation de la technique dexcitation par choc pour la determination de la mobilit. En matire de mesurages de mobilit, il est toujours ncessaire, pour obtenir des rsultats prcis, dtre tres attentif au choix des quipements et aux techniques de mesurage utilises; ces facteurs sont partic

29、ulirement im- portants dans le cas de la methode dexcitation par choc. Par ailleurs, les caractristiques de la structure soumise lessai, notamment son degr de non-linarit, limitent lexactitude pouvant tre atteinte. Ces limites dutilisation de la methode dexcitation par choc sont dcrites dans le pa-

30、ragraphe 4.2. Lexcitateur ntant pas solidaire de la structure, cette mthode se prte bien au mesurage dune serie de valeurs de la mobilit de transfert dune structure, ralis en dplaant successivement lexcitation en chacun des points que lon souhaite tudier tandis que la position et la direction du tra

31、nsducteur qui enregistre la rponse dynamique restent fixes. Daprs le principe de rciprocit dynamique, et dans lhypothse de linearite du systme, les rsultats ainsi obtenus doivent normalement tre gaux ceux de mesurages ralises en plaant un excitateur solidaire de la struc- ture en un point et dans un

32、e direction fixes et en dplaant le transducteur de rponse. II peut cependant tre difficile, en certains points, dappliquer le choc la struture dans toutes les directions souhaites; dans ce cas, il est parfois plus pratique dappliquer une excitation par choc au point et selon la direction fixes et de

33、 dplacer un transducteur multidirectionnel aux points o lon souhaite mesurer la rponse de la structure. NOTE 2 Lutilisation dun transducteur de rponse multidirectionnel en un point fixe ne fournit pas de donnes sur la rponse multidirectionnelle en dautres points. Si lon emploie, par exemple, un tran

34、sducteur de rponse fixe pour des mesurages destines une analyse modale, et si le choc est applique en chaque point suivant une direction unique, seules les composantes modales correspon- dant cette direction seront obtenues. NORME INTERNATIONALE 0 ISO ISO 7626-5: 1994(F) Vibrations et chocs - Dtermi

35、nation exprimentale de la mobilit mcanique - Partie 5: Mesurages partir dune excitation par choc applique par un excitateur non solidaire de la structure 1 Domaine dapplication La prsente partie de IISO 7626 prescrit des proc- dures recommandees pour la determination de la mobilite mcanique, ou daut

36、res fonctions de rponse en frquence, de structures excitees par une force impulsionnelle de translation, genre par un exci- tateur non solidaire de la structure soumise lessai. Elle sapplique au mesurage par la mthode dexci- tation par choc des valeurs directes ou de transfert de la mobilit, de Iacc

37、elerance ou de la souplesse dynamique. Dautres mthodes dexcitation, telles que lexcitation paf relaxation progressive et Iexci- tation aleatoire transitoire, posent des problmes si- milaires de traitement du signal. Elle sont cependant exclues du cadre de la prsente partie de IISO 7626, car elles im

38、pliquent lutilisation dexcitateurs solidaires de la structure. Les mthodes danalyse du signal decrites ici font intervenir la transformation de Fourier discrete. Luni- que raison dtre de cette restriction est lexistence de nombreux materiels permettant la mise en uvre de ces methodes et limportance

39、de lexprience ac- quise dans leur utilisation. Elle ne vise en aucun cas exclure lutilisation dautres mthodes actuellement en cours de mise au point. La mthode dexcitation par choc est galement lar- goment utilise pour obtenir des valeurs approches de la rponse en frquence des structures. Par exempl

40、e, un essai rapide permettant de determiner approximativement les frquences et les modes pro- pres peut tre dune grande utilit pour prparer un essai par excitation sinusoidale ou aleatoire permet- tant un mesurage prcis de la mobilite. II convient cependant de ne pas confondre ces utilisations de la

41、 methode dexcitation par choc, qui visent lobtention de resultats qualitatifs, avec son application aux me- surages de mobilite. La prsente partie de IISO 7626 sapplique uniquement aux utilisations des techniques dexcitation par choc dont lobjectif est le mesurage prcis de la mobilit. 2 Rfrences nor

42、matives Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la reference qui en est faite, consti- tuent des dispositions valables pour la prsente partie de IISO 7626. Au moment de la publication, les di- tions indiquees taient en vigueur. Toute norme est sujette revision et les part

43、ies prenantes des accords fondes sur la prsente partie de IISO 7626 sont invi- tees rechercher la possibilit dappliquer les ditions les plus recentes des normes indiques ci-aprs. Les membres de la CEI et de IISO possedent le registre des Normes internationales en vigueur un moment donne. ISO 2041 :1

44、990, Vibrations et chocs - Vocabulaire. ISO 7626-l :1986, Vibrations et chocs - Dtermi nation exprimentale de la mobilitt5 mcanique - Partie 1: Dbfinitions fondamen tales et transducteurs. ISO 7626.2:1990, Vibrations et chocs - Dtermi- nation exprimentale de la mobilitd mcanique - Partie 2: Mesurages avec utilisation dune excitation