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Caractérisation dynamique des matériaux et réduction des nuisances vibroacoustiques : l’apport des vibrations. Partie 1
Fig. 21a : Analyse sur le fondamental
Fig. 21b : Analyse incluant les harmoniques
La versatilité de cette technique en fait un outil incon-
tournable du laboratoire d’application industriel aussi
bien pour la mise au point de formulations que pour le
contrôle qualité. L’industrie du pneumatique utilise large-
ment cette technique, ce qui a conduit quelques construc-
teurs à développer des systèmes robotisés permettant le
contrôle automatique d’une centaine d’échantillons sans
intervention d’un opérateur. Les grandes manufactures
de pneumatiques se sont équipés de parcs de matériels
robotisés, figure 22.
Fig. 22 : Parc de matériels robotisés METRAVIB
Les principales caractéristiques des instruments DMA
sont :
- une plage fréquentielle s’étendant du continu à quelques
centaines de Hz, voire le kHz,
- un domaine de températures comprises entre -150°C
et 600°C,
- des efforts disponibles (y compris superposition de
signaux statique et dynamique) de l’ordre de quelque N à
plusieurs milliers de N,
- des dynamiques de déplacement comprises entre quel-
ques microns et supérieures à quelques cm,
- des moyens de pilotage logiciel pour divers types de régu-
lation : force, contrainte, déplacement, déformation impo-
sés, vitesse de déformation imposée, formes d’ondes pour
certains (sinus, ½ sinus, haversine, quelconque…).
Documents de référence - Normes :
ISO 6721 Determination of dynamic mechanical properties
Part 1 : general principles
Part 4 : tensile vibration – non-resonant method
Part 5 : flexural vibration – non-resonant method
Part 6 : shear vibration – non-resonant method
Part 7 : torsional vibration – non-resonant method
Propagation des ondes
L’étude de la propagation des ondes ultrasonores dans un
solide fournit des informations sur la vitesse de celles-ci
et sur les pertes d’énergie associée à leur propagation,
figure 23.
Il existe deux principaux types d’ondes :
- lorsque les déplacements de matière au passage de l’onde
sont parallèles à la direction de propagation, il s’agit d’une
onde longitudinale ; les déplacements génèrent des varia-
tions de pression et donc de volume. Ces ondes se propa-
gent dans tous les milieux (gaz, liquide, solide),
- lorsque les déplacements sont perpendiculaires au
vecteur d’onde, les ondes sont dites transversales. Elles
n’entraînent pas de variation de volume mais induisent des
contraintes de cisaillement. Il s’ensuit que ces ondes ne
peuvent pas se propager dans des milieux dépourvus de
module de cisaillement.
Fig. 23 : Propagation des ondes US.
a - longitudinale ; b - transversale
Plusieurs techniques de mesures sont possibles :
La génération du train d’onde est en général obtenue avec
des céramiques piézoélectriques ou des quartzs polarisés
de manière à générer le type d’onde recherché.