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Le découplage de structures à l’aide d’isolateurs passifs
Sa courbe de raideur en fonction de la fréquence présente
une valeur minimale à une fréquence dont on peut xer
la valeur en jouant sur les dimensions des chambres
et leurs raideurs. De ce fait, il est possible d’avoir un
excellent découplage des structures à cette fréquence.
Cette fréquence est suivie d’une bande de fréquences
pour lesquelles l’amortissement est très important, il est
donc possible de trouver là un autre usage de ce plot.
L’application est répandue dans l’industrie automobile aussi
bien pour les plots de suspension de moteurs que pour
les articulations de trains roulants. Il y a une application
timide en aéronautique pour des suspensions de moteurs.
Par contre dans l’industrie, ce plot n’a pas le succès qu’il
mérite. Dans certains cas, il pourrait apporter une nette
amélioration. Par exemple, quatre plots d’un décimètre
cube peuvent avoir l’effet d’une double suspension néces-
sitant 50 à 100 kg de masse intermédiaire.
Les inconvénients sont :
- Un prix plus élevé que celui d’un plot simple.
- Une rigidi cation après la fréquence de résonance de
la colonne.
- Un effet unidirectionnel.
- Des limitations en température et pression dues au uide
et au caoutchouc.
Les ressorts en matériaux composites
Le développement des ressorts en matériaux composi-
tes est assez lent.
Leurs applications sont spéci ques.
Ils se présentent souvent sous la forme de ressorts à lame
pour avoir de grandes courses. Ils sont parfois amortis
par intégration de couches de polymères au moment de
leur fabrication.
Leurs avantages sont :
- le gain de masse qu’ils procurent ;
- et l’aspect progressif de la propagation de ssure lors
de la fatigue.
- Mais le principal avantage qui doit assurer leur avenir
paraît plutôt la possibilité qu’ils offrent de faciliter l’intégra-
tion de différentes fonctions en les associant au moment
de leur fabrication avec des liaisons avec les autres pièces
en caoutchouc. Un tel usage conduit à une réduction impor-
tante du nombre de pièces et de la masse globale.
Fig. 14 : Exemples d’isolateurs Stra uid
Fig. 15 : Exemples d’isolateurs en composite
La modélisation
Domaine linéaire et matrice d’impédance
Dans le domaine linéaire, cette modélisation est très puis-
sante car les méthodes de calculs sont bien connues. La
notion d’impédance est liée au fait que l’on considère des
forces variant sinusoïdalement dans le temps.
En conséquence, il est commode de les représenter par
des nombres complexes de la forme Fe iω t et les vites-
ses par V ei ( ωt+ ϕ) et de procéder comme en électricité en
appliquant les lois connues sur la composition des impé-
dances.
Remarque : Normalement en mécanique une impédance
est dé nie par le rapport d’un effort (force ou couple) et
d’une vitesse (respectivement vitesse linéaire et vitesse
angulaire).
En fait, les plots de suspension et les pièces élastiques
interposées entre les structures sont caractérisées tradi-
tionnellement par leurs raideurs. Par abus de langage, on
confond souvent raideurs et impédances mécaniques, il
faut donc bien s’assurer de la dé nition retenue.
Un plot présente six degrés de liberté, il est donc carac-
térisé par des matrices d’impédances 6x6 d’entrée, de
transfert et de sortie. Elles permettent un raccordement
aisé aux structures.
La modélisation numérique
L’identi cation des matrices peut se faire expérimentale-
ment ou par calcul.
La norme ISO 10846 xx précise les méthodes utilisables
pour mesurer l’impédance de transfert et celle d’entrée
dans le domaine des basses fréquences. Il faut cepen-
dant faire attention à la manière dont on tient compte de
celles des pièces de liaisons entre les plots et les struc-
tures. Les gures page suivante montrent quelques résul-
tats illustrant les dif cultés.
De même, pour les fréquences élevées, les modes des
structures des moyens mis en jeu sont à prendre en
compte. La détermination expérimentale suppose l’exis-
tence du plot. Quand ce n’est pas le cas, il faut prédire
ces impédances à partir de la géométrie et des proprié-
tés du matériau.
Dans le cas des matériaux viscoélastiques, on utilise un
module complexe dont la partie réelle est rattachée à
l’élasticité et la partie imaginaire à la viscosité.