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Apport de la formulation temporelle
dans l’analyse de voies de transfert
Florent Perrin
Müller-BBM VibroAkustik Systeme SARL
105 Chemin de Ronde
78290 Croissy sur Seine
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B. Ingmar Pascher
Müller-BBM GmbH
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E-mail : ingmar.pascher@muellerbbm.de
C. Carsten Zerbs
Müller-BBM GmbH
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E-mail : carsten.zerbs@muellerbbm.de
Résumé
L’analyse temporelle des voies de transfert (TPS : Transfer Path Synthesis) décrit
comment des sources vibratoires (ou acoustiques) se propagent dans des structures
complexes. La méthode requiert l’acquisition simultanée et phasée de capteurs placés
à proximité de chaque source d’intérêt, mais également des récepteurs (Accéléromètres,
microphones, …). L’obtention des transferts entre sources et récepteurs ne requiert plus
nécessairement l’utilisation d’excitation artificielle, comme c’est le cas lors de calculs
d’inversion de matrice traditionnels. En effet, utilisant une approche statistique de type
‘Analyse des Composants Principaux’ (PCA), l’algorithme AMM (Advanced Measurement
Method) n’a besoin que de données opérationnelles. Ainsi, les campagnes d’essais sont
significativement réduites (1 à 2 jours), ouvrant de nouvelles possibilités lors de projets
où le spécimen n’est disponible que peu de temps. Les applications de cette approche
temporelle sont nombreuses, car les signaux synthétisés peuvent être rejoués en post-
traitement. Nous détaillerons dans cet article 2 exemples :
- l’analyse de contributions dans le confort vibratoire d’une automobile ;
- l’identification des contributeurs par rapport à une signature acoustique de sous-marin.
Le modèle mathématique permet également de simuler des modifications
de structure, permettant une analyse de sensibilité et ainsi une réduction du nombre
de prototypages dans la mise au point des systèmes.
Abstract
Transfer Path Synthesis (TPS) are tools for the determination and description of sound
and vibration propagation and radiation through complex structures. Based in the time
domain, this method requires simultaneous data acquisition from sensors placed in the
vicinity of sources, and receivers. Transfer functions assessment between sources and
receivers does not require anymore the use of artificial excitation, as for inversion matrix
inversion methods. Utilizing statistical approach like Principal Component Analysis (PCA),
the Advanced Measurement Method (AMM) only needs operational data. Therefore,
measurement campaigns are significantly reduced to a couple of days, which is very
valuable when the specimen under test is available only for a limited time. A broad variety
of applications is offered, as signals are synthesized in time domain, making any post-
processing possible. We will describe in this paper 2 examples :
- Contribution analysis for vibration comfort in a car ;
- Source identification related to acoustic signature of a sub-marine.
Structural modification simulation is permitted in the mathematical model, allowing
a sensitivity analysis and therefore the reduction of prototype number in the
development cycle.
L
es méthodes conventionnelles d’analyse des voies de
transfert (TPA) sont communément utilisées pour décrire
comment les vibrations et le bruit se propagent à travers
une structure complexe. Ces techniques fournissent l’ana-
lyse des efforts en jeu, ainsi que des voies de propagation
responsables de vibrations et/ou de bruit en des points
donnés. Néanmoins, il est nécessaire pour ce faire d’exciter
la structure à l’aide de sources artificielles, ce qui est long
à mettre en œuvre (démontage, excitation par marteau
ou pot vibrant, …). Ainsi, ces méthodes sont difficilement
applicables en projet, car le temps de mesure nécessaire
au TPA est trop important (plusieurs semaines). De plus,
de par les hypothèses de linéarité et les difficultés expé-
rimentales à pouvoir injecter suffisamment d’énergie dans
une structure, le domaine de validité du TPA convention-
nel est limité aux basses fréquences.
Les techniques modernes d’analyse temporelle des voies
de transfert (Transfer Path Synthesis : TPS) offrent un bon
compromis en donnant accès aux contributions vibratoires
(ou acoustiques) jusque dans une gamme de fréquence éten-
due, car elles utilisent l’énergie générée par les excitations
réelles. Seules quelques configurations représentatives
d’essais en opération sont nécessaires à l’appropriation du
système, rendant la méthode très rapide. Il n’est nécessaire
ni de démonter la structure, ni d’utiliser d’excitation artificielle.
Comme les conditions d’essais sont réelles (cas de charge,