ESSA

PROJET TESSA Transfert des Efforts des Sources

Solidiennes Actives Identification des sources, méthodes d’essais

déployées et procédures disponibles

ESSA 1. Etat de l’art, contexte et enjeux

AC PC1

fi

Zp

face

facr

Fpc1e

Fpc1r

Active component AC Interface Passive component PC

Source transmission Structure

resonance Noise

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.

ESSA 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)

1. Etat de l’art, contexte et enjeux

ESSA 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

1. ETAT DE L’ART, CONTEXTE ET ENJEUX

ESSA 2. Liste des sources Lot 1: Analyse

Liste 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)" ⇒ …

ESSA 3. Mesure d’effort direct

Principe de la méthode

La mesure d’effort directe consiste à intercaler un capteur d’effort entre la source émettrice et une structure d’accueil. On mesure directement les efforts transmis par la source. Il est possible de mesurer les efforts sur une structure très raide. Dans ce cas on mesure les efforts bloqués. Si l’architecture d’implantation le permet on peut également mesurer les efforts opérationnel sur véhicule.

ESSA 3. Mesure d’effort direct

Résultat des essais croisés inter laboratoire mesure d’effort

ESSA 3. Mesure d’effort direct 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 => Livrable critère de performance.

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

ESSA 3. Mesure d’effort direct Dispersion sur 30 sources en sortie de chaine

ESSA 3. Mesure d’effort direct

• Il est possible de corriger les efforts mesurés sur banc en prenant en compte les raideurs des différents éléments en jeux (sources, banc d’essai, structure d’accueil et interface.

Based on the XP R 19-701 standard which specifies the experimental method to transpose dynamic forces generated by the global movements of an active component between road vehicles and a test bench. The scope of is study takes place only in the particular case of fixed-edge conditions.

ESSA 4. Mesure d’effort indirecte Les mesures d’effort de sources vibratoires peuvent également être réalisées par méthodes indirectes. Principe : 1) Mesure des accélérations opérationnelles. 2) Mesure des fonctions de transfert croisées entre les points d’attache de la source sur la structure. 3) Evaluation des forces à partir de l’inversion de la matrice des fonctions de transfert

For M inputs (forces) and N outputs (vibratory responses) :

[ ] MNH * : Transfer functions matrix

H11 H21

HM2

HMN

H2N H1N

HM1

H12 H22

F1

FM

a1

a2

aN

F2

( ) ( ) iM

ijij FHa ∑

==

1ωω

With: : Operational response

: Operational forces

{ }a

{ }F

{ } [ ] { }aHF +=

ESSA 4. Mesure d’effort indirecte Avantages : • Utilisation de moyens classiques => accéléromètres et marteau d’impact. • Peut être mesuré sur un banc souple ou sur véhicule • Capacité de mesurer les efforts bloqués ou en service en fonction des conditions d’essai et

de mesures des FRF. Inconvénients : • Nécessite un grand nombre de capteurs (prévoir au moins 2 ddl indicateurs pour 1 ddl

source) Par exemple une source fixée par trois points nécessite au moins 27 ddl de mesure (9 tri-axes).

• Les frappes marteau doivent se faire suivant les trois directions et doivent être de très bonne qualité . Pas forcément évident en fonction de l’encombrement dans la zone où est implanté la source.

• Inversion de la matrice délicate.

ESSA 5. Plaque observante Développement d’une méthode d’essai 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…

ESSA

Mesure des accélérations et calcul de la puissance acoustique

Plage de fréquence de 100Hz à 2000Hz

Dépendance du résultat en fonction des interfaces entre la source et la plaque

observante.

2 tailles de plaques observantes ont été étudiées avec des mobilités différentes à adapter en fonction de la structure d’accueil visée

2,12 x 1,44 m², 1 mm aluminium. Theoretical mobility for infinite plate : 2,98E-02 (m/s)/N. 2,03 x 2,99 m², 2 mm aluminium. Theoretical mobility for infinite plate : 7,46E-03 (m/s)/N.

Amortissement: L’amortissement des plaques est à ajuster afin d’atteindre 1%.

Utilisation de patch IFF de 100mmx100mm 3kg/m². Un module de post-traitement permettant de calculer l’amortissement est disponible et permet d’atteindre la cible par itération.

5. PLAQUE OBSERVANTE

ESSA 6. 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