Essais & Simulations n°126

mesures Méthode

mesures Méthode Estimation de modifications structurelles par analyse vibratoire la détection des dommages dans les systèmes mécaniques représente un enjeu crucial pour de nombreuses applications industrielles. roger serra, guillaume gautier et lautaro lopez, du laboratoire de mécanique et rhéologie (insa centre val de loire – blois), présentent dans cet article une méthode d’évaluation de la santé d’une structure afin de mieux « prédire » l’apparition de défauts. Figure 1 : Modèle 2D, le second 3D simulant une poutre volumique à 6 degrés de liberté par nœuds (avec le logiciel COMSOL) permettra de corréler la géométrie du dommage au niveau correspondant. Prédire l’apparition de modifications ou défauts dans les structures d’une manière précise et rapide permet de réduire de manière significative les coûts liés à la maintenance. Dans ce but, de nombreuses méthodes basées sur l’analyse vibratoire [1] ont émergé au cours des dernières années mettant l’accent sur l’évolution des propriétés dynamiques (fréquences, amortissements et déformées modales) des structures ou systèmes mécaniques. On parle alors d’évaluer la santé d’une structure et cela se décompose en quatre grandes étapes [2] : 1. Détection du défaut : inspection de la présence de dommage dans la structure 2. Localisation du défaut : détermination de la localisation du défaut 3. Estimation de la sévérité du défaut 4. Prédiction de la durée de vie résiduelle de la structure Pour réaliser ces étapes, des indicateurs sont définis à partir de la comparaison des caractéristiques dynamiques d’une structure potentiellement endommagée avec celles d’une structure « saine » suivant différentes manières de représenter le dommage. Parmi tous les nombreux indicateurs existants, nous ne présenterons ici que des indicateurs basés sur la variation des fréquences propres (LFCR), des déformées modales (MAC, COMAC) ou de sa dérivée seconde ou courbure (MSC, DI) afin de détecter la présence d’un dommage et de le localiser [3]. Dans le but d’en estimer la sévérité, une stratégie basée sur une bibliothèque de dommage ou modifications structurelles (trou, fissure, entaille) a été définie [4]. défINITION de la bIbLIOThèque des dommages Afin de pouvoir construire cette bibliothèque et de relier son type et sa géométrie à une estimation du dommage, deux modèles numériques de poutre ont été choisis : Figure 2 : Corrélation d’un trou à 20 cm de l’extrême encastré 34 IESSAIS & SIMULATIONS • N° 126 • octobre-novembre 2016

mesures Figure 3 : Corrélation d’une fissure à 20 cm de l’extrême encastré, où [A] est la profondeur et [B] la longueur www.mpihome.com Votre partenaire pour tous vos essais acoustiques et vibratoires Des solutions innovantes pour les essais aéronautiques et spatiaux. m+p international propose des logiciels polyvalents compatibles avec une instrumentation aux performances élevées, à la fois pour des essais au pot vibrant et pour des mesures acoustiques et vibratoires. Nos produits combinent commodité, flexibilité et sécurité, et sont accompagnés par des formations, du consulting et du support afin de vous garantir des résultats optimaux dans toutes vos applications. Contrôle vibratoire incluant le contrôle en force Essais comprenant plusieurs pots vibrants Réduction de données et transfert des données temporels sur disque Contrôle acoustique en chambre réverbérante Mesure et analyse vibratoire Essais structurels, analyse modale, et GVT Acoustique et qualité sonore Machines tournantes m+p international Sarl 5, rue du Chant des Oiseaux 78360 Montesson Tel : (+33) (0)130 157874 sales.fr@mpihome.com www.mpihome.com ESSAIS & SIMULATIONS • N° 126 • octobre-novembre 2016 I35