PROJET TESSA

TRANSFERT DES EFFORTS DES

SOURCES SOLIDIENNES ACTIVES

Secteur concerné : entreprises du secteur de l’automobile, poids lourds et leurs équipementiers

Thématique : Confort acoustique et vibratoire des véhicules de transport – Bruit des équipements

Problématique technique : Maîtrise des sources de bruit d’origine vibratoire dans les véhicules de transport routier (automobile, poids lourds) en vue de l’introduction des motorisations électriques à bas niveau de bruit, des matériaux composites et de l’allégement des véhicules.

1. OBJET DU PROJET

2. ETAT DE L’ART, CONTEXTE ET ENJEUX

• Maturation du projet dans le cadre de la cellule de compétence en vibro-acoustique des pôles Mov’eo, I-Trans et LUTB.

• Enjeux industriels de TESSA :

• Réduire la masse des composants actifs (25%) à iso-prestation vibro-acoustique

• Appréhender l’impact vibro-acoustique des sources secondaires sur les structures d’accueil allégées

• Objectifs techniques de TESSA :

• Fiabiliser, simplifier et déployer les méthodes de caractérisation issues des projets précédents

• Introduire une démarche de conception 100% numérique entre fournisseurs et constructeurs

• Partenariat réunissant les acteurs clés du domaine acoustique et vibratoire en France et les principaux industriels français de la filière du transport automobile et poids lourd.

2. ETAT DE L’ART, CONTEXTE ET ENJEUX

AC PC1

fi

Z

p

face

facr

Fpc1e

Fpc1r

Active component AC Interface Passive component PC

Sourcetransmission Structure

resonanceNoise

Le niveau de bruit émit par une

source vibratoire dépend de la force

injecté par la source et du

comportement dynamique de la

structure d’accueil.

Mesures des forces : Méthodes complexes✓ Grand nombre de capteurs✓ Sensibilité des méthodes✓ Ne couvrent pas tous les cas de figures

Erreurs non maitrisées✓ Répétabilité & Reproductibilité✓ Dispersions

Utilisation des données générées✓ Volume de données à traiter✓ Outils de post traitement difficilement accessibles✓ Utilisation en conception vs spécification

Résultats à posteriori Ne permettent pas de prédire les contributions à la conception (introduction de nouvelles technologies, modification de conception)

2. ETAT DE L’ART, CONTEXTE ET ENJEUX

Enjeux pour la spécification et la validation des

organes et sous ensembles véhicules

SPECIFICATIONS

ACOUSTIQUES

FORMALISEES

METHODOLOGIE

D’ESSAIS

2. ETAT DE L’ART, CONTEXTE ET ENJEUX

Masse des équipements actifs dans un véhicule : 120 kg

Alternateur : 8 kg

Bloc ABS : 4 kg

GMV : 7 kg

Moteur lève vitre : 1,7 kg

Ventilateur HVAC : 3.5 kg

Système d’essuyage : 3.5 kg

2. ETAT DE L’ART, CONTEXTE ET ENJEUX

3. OBJECTIFS DE TESSA

• Fiabiliser, simplifier et déployer les méthodes

de caractérisation issues des projets précédents

• Introduire une démarche de conception 100%

numérique entre fournisseurs et constructeurs

• Contexte des véhicules et motorisations

électriques à bas niveau de bruit, avec enjeux

allégement

Lot 1: AnalyseInventaire et cartographie des sources avec mises en œuvre des méthodologies associées

Lot 2 : CapitalisationFiabilisation des méthodes de caractérisation (prise en compte des erreurs et des dispersions)

Lot 4 : DéploiementProcédures d’essaisGuide de conceptionFormations à destination des équipementiers du secteurNormalisation (compléter NF et extension ISO)

Lot 3 : InnovationDémarche de conception 100% numérique & mise en œuvre de méthodologies innovantes

(méthode hybride, simplification des essais)

3. OBJECTIFS DE TESSA

4. RÉSULTATS OBTENUS

Lot 1: AnalyseListe des différents type de sources vibratoires d’un véhicule.

Pour chaque source :

Méthodes d’essais permettant de caractériser les efforts à l’interface

Grandeurs moyennes : statique(Effort, pression, précharge) "Syst. Simple ou intégré à un macro-Système Comportement vs T°… Source Dépendante Autonome Excitation Stationnaire / Impulsionnelle Fonctionnement continu / ponctuel Pilotage / Commande Caractéristiques Dimensionnelles et masse Source Aérienne complémentaire O / N Amplitude d'excitation et bande de fréquence d'excitation critiquée CdC existants O / N Mode de découplage Nbre de fixations Type (grosse / petite)" …

4. RÉSULTATS OBTENUS

Lot 1: Analyse

Plaque observanteDéveloppement d’une méthode d’essai minimaliste permettant avec 4 accéléromètres mono axe de caractériser la puissance injectée par une source vibratoire.Méthode comparative idéale pour la validation sur critère adaptée au projet et contrôle hors ligne en usine de fabrication.Méthode adaptée aux petites sources dont les structures d’accueil sont peu rigides, type COE, contacteurs, moteurs électriques pour cinématique…

4. RÉSULTATS OBTENUS

Lot 1: Analyse

Torseur équivalent

Objectif: Caractériser une source solidienne dont les points d’application des efforts ne sont pas clairement définis (plan de joints), fortement couplée.

non autonome: l’entrainement est fait par transmission de mouvement de la structure réceptrice vers la source.

Comment : En projetant un torseur d ’efforts internes « équivalents » sur un point d’application arbitraire (CG, barycentre du plan de joint…)

Les efforts internes « vrais » ne sont pas connus (forces + points d’application) Intrinsèque à la source

4. RÉSULTATS OBTENUS

Lot 1: Analyse

Critère de performance : Une caractérisation complète des efforts d’une source connectée en n points donne n x m spectres ( m est le nombre de degré de libertés soit 6 max). Chaque spectre peut avoir ses caractéristiques propres. La participation de la source considérée sur le bruit global dépend également des fonctions de transfert du point d’accueil vers le point d’écoute (variation de ce paramètre en fonction du véhicule considérée).

Trois paramètres sont pris en compte pour la compression des données : 1) Réduction des degrés de liberté : utilisation d’une formulation intégrant

les trois degrés de liberté en translation (ou rotation) 2) Réduction en fréquence : utilisation de gabarit (BF, MF), nième d’octave…3) Calcul d’énergie injectée sur des impédances d’entrée normalisées

4. RÉSULTATS OBTENUS

Lot 2: CapitalisationEssai croisés inter laboratoire mesure d’effort direct sur une

pompe à eau

Sensor

Special fixation tool

Interface

Pump Fixation

Sensor

clamping

Torque

Pump

fixation

clamping

Torque

4. RÉSULTATS OBTENUS

Lot 2: Capitalisation

Essai croisés inter laboratoire mesure d’effort direct sur une

pompe à eau

✓Tous les participants ont les compétences et le matériel aux meilleurs niveaux pour réaliser cet essai.

✓Variation très importante des résultats entre les laboratoires.

✓Les CDC actuels sont sous forme de gabarits. Seuls les harmoniques sont concernées par ce type de CDC et très forte dispersion sur cette mesure.

✓Proposition d’utiliser des critères différents permettant de moyenner les ddls, les zones fréquentielles et permettant ainsi de diminuer la dispersion.

✓Nécessité de formation des équipes en charge de ces validations et transmission des bonnes pratiques expérimentales mis au point dans le cadre de TESSA

4. RÉSULTATS OBTENUS

Lot 2: CapitalisationRobustesse des méthodes inverses

✓Essai de répétabilité sur une source vibratoire type GMV

✓Essai sur 30 pièces en sortie de chaine

✓Mesure des efforts directs comparée aux efforts calculés (méthode indirecte TPA)

✓Proposition d’amélioration des méthodes d’inversion de mesure d’effort indirect.

4. RÉSULTATS OBTENUSLot 3: Innovation

Super Elément

✓Simuler et prédire la contribution d’une source active sur le bruit intérieur avant de disposer de prototypes

✓Mise au point d’une stratégie et un protocole permettant de connecter numériquement une source active (comportement dynamique + découplage + efforts) sur caisse sans échanger de modèle EF complet de ce composant = Super Elément + torseur d’efforts

✓Validation de la démarche sur cas industriel

Car manufacturer Equipment manufacturer

Car vibro-acoustic study

including equipment

Active components

Mechanical interfaces

Passive components

Super element generation and

assembly

4. RÉSULTATS OBTENUSLot 3: Innovation

Méthode innovante: Identification de sources vibratoires par utilisation de

l’holographie vibratoire

Approche hybride : Réduction de l’incertitude de l’opérateur élément finis

utilisés par la méthode RIFF par méthodes de Soize et Bayesienne

4. RÉSULTATS OBTENUS

Lot 4: Déploiement

Protocoles d’essais, guide de bonnes pratiques pour les essais et la conception des bancs

Cursus de formation disponible sur la spécification et la validation des efforts transmis par les sources vibratoires.

Routines informatiques pour le traitement des données et le contrôle des erreurs

QUESTIONS / REPONSES