Identification de l'amortissement dans les structures assemblées

Damping identification of assembled structures

Laboratoire de Mécanique Appliquée Raymond Chaleat, Institut FEMTO-ST, UMR CNRS 6174, Université de Franche-Comté, 24 chemin de l'épitaphe, 25000 Besançon, France

Auteur de correspondance : heller@fzu.cz

Reçu : 21 Octobre 2004
Accepté : 7 Juillet 2006

Résumé

Les structures complexes sont généralement construites à partir d'éléments simples assemblés par différentes techniques : rivetage, boulonnage, soudure par points... La perte d'énergie constatée au niveau des liaisons est beaucoup plus importante que celle intrinsèque au matériau. Elle conditionne par conséquent l'amortissement des modes propres de vibration. Cet amortissement dépendant de la pression au niveau du contact entre surfaces est généralement une fonction non-linéaire de l'amplitude des vibrations puisqu'il dépend d'un phénomène complexe de stick/slip à l'interface entre composants. L'analyse expérimentale présentée ici a pour objectif l'évaluation des paramètres modaux d'une structure assemblée. Deux méthodes expérimentales ont été mises en œuvre pour identifier l'amortissement modal des cinq premiers modes propres en fonction de l'amplitude des vibrations. Dans un premier temps, l'amortissement a été identifié par lissage de fonction de transfert. Nous avons ensuite appliqué la méthode de décrément logarithmique dans le plan temps-fréquence en utilisant la transformée en ondelettes. Enfin, des mesures interférométriques ont été effectuées afin d'observer l'influence de la jonction sur les déformées modales. Ces résultats ont permis d'identifier les effets de l'assemblage autant de façon qualitative que quantitative.

Abstract

The complex mechanical systems are generally built by using some simple elements which are assembled by different connections such as bolted, riveted or welded joints. The frictional damping in joints provides the dominant damping mechanism compared to the material damping. This frictional damping depending on contact pressure is generally a nonlinear function of the vibration amplitude because of stick/slip phenomenon. The objective of the presented experimental study is to quantify the modal parameters of an assembled structure. Two experimental methods are proposed to identify the modal damping ratios of the first five eigenmodes versus the vibration amplitude. First the damping identification based on the FRF curve-fitting was used. Then the logarithmic decrement method was applied in the time-frequency domain by using the wavelet-based approach. Finally interferometric measurement was performed in order to observe the influence of the joints on the eigenmodes. The results provide the quantitative and qualitative evaluation of the assembly effect.