FR2974631A1 - Analysis device for modal analysis of structure in aircraft, has vibration sensor, positioning unit, and control unit connected to processing unit so as to transmit vibration information to processing unit - Google Patents
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Abstract
Description
«Dispositif d'analyse modale d'une structure» La présente invention concerne un dispositif d'analyse modale d'une structure. Une excitation vibratoire peut endommager une structure, ou 5 encore générer des nuisances sonores. Dès lors, il est courant de réaliser une analyse modale d'une structure lors de sa définition, afin d'éventuellement modifier cette structure pour optimiser sa durée de vie ou limiter des nuisances sonores le cas échéant. 10 Une telle analyse modale consiste d'une part à déterminer la manière dont se déforme une structure excitée par des vibrations sur une grande plage de fréquences selon une pluralité de modes propres de vibration, et, d'autre part à déterminer la fréquence propre associée à chaque mode propre de vibration identifié. 15 Selon une première technique, on dispose une pluralité d'accéléromètres sur la structure, puis on excite cette structure à l'aide d'un moyen électrodynamique de type « pot vibrant ». En variant la fréquence d'excitation, on sollicite la structure selon une pluralité de modes propres de vibration sur une large bande de 20 fréquences. En utilisant les informations provenant des accéléromètres et en appliquant des méthodes de traitement usuelles, un homme du métier réalise l'analyse modale de la structure en déterminant la déformée de la structure suivant une pluralité de modes propres de 25 vibration et la fréquence propre associée à chaque mode propre de vibration. Cette technique est efficace. Cependant, cette technique est longue à mettre en oeuvre et nécessite un temps de traitement relativement important. Cette technique est de plus délicate à mettre en oeuvre car les signaux provenant des accéléromètres doivent être synchronisés. II peut en effet être nécessaire de déplacer plusieurs fois les accéléromètres pour obtenir des résultats satisfaisants et sûrs, de tels déplacements induisant des délais de mise en oeuvre importants. En outre, il convient de posséder un pot vibrant dont les dimensions sont compatibles avec les dimensions de la structure à 10 étudier. Enfin, on comprend que l'on ne peut pas étudier la structure en conditions réelles, par exemple en vol dans le cadre d'une structure agencée dans un aéronef. Selon une deuxième technique, on utilise un excitateur de 15 type marteau et un accéléromètre. On excite alors la structure sur une bande de fréquences en percutant cette structure avec un marteau, les informations provenant de l'accéléromètre étant mémorisées. De plus, on note soigneusement la position de l'accéléromètre sur la structure. 20 On déplace ensuite l'accéléromètre en de multiples points de mesure et on recommence l'étape de prise de mesures. En utilisant les informations mémorisées et en appliquant des . méthodes de traitement usuelles, un homme du métier réalise l'analyse modale de la structure. 25 Cette deuxième technique présente l'avantage de ne pas nécessiter un pot vibrant. Toutefois, le temps de traitement est cependant relativement important. Il faut par exemple coller et décoller soigneusement l'accéléromètre de multiples fois On note que l'arrière plan technologique inclut notamment les documents FR 2 642 166, JP 2000065675, et US 7 375 606. Le document FR 2 642 166 présente un dispositif muni d'un système pour déterminer la déformation d'une structure, ce dispositif suggérant de positionner une pointe de mesure contre ladite structure. On note en premier lieu que l'agencement d'une pointe de mesure contre la structure est susceptible d'avoir un impact sur la déformée de la structure, notamment lorsque cette structure possède une masse relativement faible. En outre, ce dispositif ne vise pas une analyse modale, mais la détermination de la déformée d'une structure. Le document JP 2000065675 présente un dispositif pour analyser les vibrations, la déformation et les accélérations d'une 15 structure. Le document US 7 395 606 présente un appareil muni d'une pluralité de bras articulés. La présente invention a alors pour objet de proposer un dispositif simple pour réaliser une analyse modale ne nécessitant 20 pas l'implémentation d'un procédé long et fastidieux requérant par exemple le collage d'une pluralité d'accéléromètres ou le collage/ décollage d'un unique accéléromètre à de multiples occurrences. Selon l'invention, un dispositif d'analyse modale d'une structure est muni d'un excitateur et d'un moyen de commande de 25 cet excitateur. Ce dispositif est notamment remarquable en ce qu'il comporte un moyen de mesure d'accélérations de référence apte à être agencé à proximité de l'excitateur ainsi qu'un capteur de vibrations mobile. Ce dispositif est aussi pourvu d'un organe de positionnement articulé du capteur de vibrations pour déplacer ce capteur de vibrations le long d'une structure à étudier, cet organe de positionnement étant pourvu d'une part d'une poignée de manoeuvre portant le capteur de vibrations et d'autre part d'un moyen de localisation spatiale du capteur d'accélérations. Le moyen de mesure d'accélérations et le capteur d'accélérations ainsi que le moyen de commande et le moyen de localisation sont reliés à une unité de traitement pour transmettre des informations à cette unité de traitement, l'unité de traitement comportant un processeur et une mémoire contenant des instructions, de sorte que l'unité de traitement exécute ces instructions afin de réaliser l'analyse modale d'une structure en fonction desdites informations. The present invention relates to a device for modal analysis of a structure. Vibration excitation can damage a structure, or still generate noise. Therefore, it is common to perform a modal analysis of a structure during its definition, in order to possibly modify this structure to optimize its life or limit noise if necessary. Such a modal analysis consists first of all in determining the way in which a structure excited by vibrations over a large frequency range is deformed according to a plurality of eigen modes of vibration, and secondly in determining the associated natural frequency. at each identified mode of vibration. According to a first technique, a plurality of accelerometers are available on the structure, and this structure is then excited by means of an electrodynamic means of the "vibrating pot" type. By varying the excitation frequency, the structure is solicited according to a plurality of eigen modes of vibration over a wide band of frequencies. Using the information from the accelerometers and by applying conventional processing methods, a person skilled in the art realizes the modal analysis of the structure by determining the deformation of the structure according to a plurality of eigen modes of vibration and the eigenfrequency associated with the structure. each mode of vibration. This technique is effective. However, this technique is slow to implement and requires a relatively large processing time. This technique is more difficult to implement because the signals from the accelerometers must be synchronized. It may indeed be necessary to move the accelerometers several times in order to obtain satisfactory and safe results, such displacements leading to significant implementation delays. In addition, it is necessary to have a vibratory pot whose dimensions are compatible with the dimensions of the structure to be studied. Finally, it is understood that one can not study the structure in real conditions, for example in flight within the framework of a structure arranged in an aircraft. According to a second technique, a hammer-type exciter and an accelerometer are used. The structure is then excited on a frequency band by striking this structure with a hammer, the information coming from the accelerometer being stored. In addition, the position of the accelerometer on the structure is carefully noted. The accelerometer is then moved to multiple measurement points and the measurement step is restarted. Using the stored information and applying. conventional processing methods, a person skilled in the art realizes the modal analysis of the structure. This second technique has the advantage of not requiring a vibratory pot. However, the processing time is however relatively important. It is necessary, for example, to carefully glue and peel the accelerometer multiple times. It is noted that the technological background notably includes the documents FR 2 642 166, JP 2000065675 and US Pat. No. 7,375,606. The document FR 2 642 166 presents a device provided with of a system for determining the deformation of a structure, this device suggesting positioning a measuring tip against said structure. It should be noted first of all that the arrangement of a measuring tip against the structure is likely to have an impact on the deformation of the structure, especially when this structure has a relatively small mass. In addition, this device is not aimed at a modal analysis, but the determination of the deformation of a structure. JP 2000065675 discloses a device for analyzing vibrations, deformation and accelerations of a structure. US 7,395,606 discloses an apparatus having a plurality of articulated arms. The present invention therefore aims to provide a simple device for performing a modal analysis that does not require the implementation of a long and tedious process requiring for example the gluing of a plurality of accelerometers or the bonding / taking off of a unique accelerometer with multiple occurrences. According to the invention, a modal analysis device of a structure is provided with an exciter and a means for controlling this exciter. This device is particularly notable in that it comprises a reference accelerating measurement means adapted to be arranged near the exciter and a mobile vibration sensor. This device is also provided with an articulated positioning member of the vibration sensor for moving this vibration sensor along a structure to be studied, this positioning member being provided on the one hand with an operating handle carrying the sensor. vibration and secondly a means for spatial location of the acceleration sensor. The acceleration measuring means and the acceleration sensor as well as the control means and the locating means are connected to a processing unit for transmitting information to this processing unit, the processing unit comprising a processor and a memory containing instructions, so that the processing unit executes these instructions to perform the modal analysis of a structure according to said information.
On entend par « capteur de vibrations » un capteur pouvant mesurer un phénomène vibratoire par le biais de la mesure du déplacement d'un point de mesure, de la vitesse de déplacement d'un point de mesure, voire de l'accélération d'un point de mesure Par suite, pour analyser une structure, un opérateur installe l'excitateur à proximité de la structure et le moyen de mesure d'accélérations de référence sur un point dit point de référence de cette structure. De plus, cet opérateur manoeuvre l'organe de positionnement de l'invention à l'aide de la poignée pour positionner le capteur de vibrations et le diriger vers un point de mesure de la structure. L'opérateur actionne alors le moyen de commande pour requérir l'excitation de la structure, à l'aide d'un excitateur comprenant un marteau électromagnétique générant une percussion par exemple. The term "vibration sensor" means a sensor capable of measuring a vibratory phenomenon by measuring the displacement of a measuring point, the speed of movement of a measurement point, or even the acceleration of a As a result, in order to analyze a structure, an operator installs the exciter in the vicinity of the structure and the means for measuring reference accelerations on a point called the reference point of this structure. In addition, this operator operates the positioning member of the invention with the handle to position the vibration sensor and direct it to a measuring point of the structure. The operator then actuates the control means to require excitation of the structure, using an exciter comprising an electromagnetic hammer generating a percussion for example.
Le moyen de mesure d'accélérations de référence est placé à proximité de l'excitateur en étant par exemple agencé dans une aire prédéterminée entourant l'excitateur, ce moyen de mesure d'accélérations de référence pouvant être un accéléromètre triaxial ou un ensemble de trois accéléromètres aptes à mesurer des accélérations selon trois directions. Ce moyen de mesure d'accélérations de référence transmet alors des mesures d'accélérations à l'unité de traitement, cette unité de traitement pouvant éventuellement en déduire le moment précis ou la structure a répondu à la percussion générée par l'excitateur. En parallèle, le capteur de vibrations transmet des informations relatives aux vibrations de la structure à l'unité de traitement, à savoir un signal temporel relatif au déplacement du point de mesure ou à la vitesse de déplacement du point de mesure voire à l'accélération du point de mesure selon la nature du capteur de vibrations, les moyens de localisations spatiales transmettant des informations relatives à la localisation du capteur de vibrations par rapport à un endroit de référence à cette unité de traitement. The reference accelerating measurement means is placed close to the exciter, for example, arranged in a predetermined area surrounding the exciter, this reference accelerating measurement means possibly being a triaxial accelerometer or a set of three accelerometers capable of measuring acceleration in three directions. This reference accelerating measurement means then transmits acceleration measurements to the processing unit, this processing unit possibly being able to deduce the precise moment when the structure has responded to the percussion generated by the exciter. In parallel, the vibration sensor transmits information relating to the vibrations of the structure to the processing unit, namely a temporal signal relative to the displacement of the measuring point or to the speed of displacement of the measuring point or even to the acceleration measuring point according to the nature of the vibration sensor, the spatial location means transmitting information relating to the location of the vibration sensor relative to a reference location to this processing unit.
L'opérateur déplace ensuite le capteur d'accélérations à l'aide de la poignée pour effectuer des mesures en différents points de mesure de la structure. Pour chaque percussion de l'excitateur, l'unité de traitement recueille donc la position tridimensionnelle de la poignée et par suite la position tridimensionnelle du capteur de vibrations ainsi que des mesures temporelles provenant de ce capteur de vibrations et du moyen de mesure d'accélérations de référence. L'unité de traitement détermine alors la réponse vibratoire de la structure suite à une percussion au niveau de chaque point de mesure ainsi que les fréquences associées, par le biais de méthodes connues faisant intervenir une transformée de Fourier par exemple. Cette unité de traitement permet donc de réaliser l'analyse modale de la structure, et non pas uniquement l'étude de la déformée de cette structure. The operator then moves the acceleration sensor using the handle to make measurements at different measurement points of the structure. For each percussion of the exciter, the processing unit thus collects the three-dimensional position of the handle and consequently the three-dimensional position of the vibration sensor as well as temporal measurements from this vibration sensor and the acceleration measuring means. reference. The processing unit then determines the vibratory response of the structure following a percussion at each measurement point as well as the associated frequencies, by means of known methods involving a Fourier transform for example. This processing unit therefore makes it possible to perform the modal analysis of the structure, and not only the study of the deformation of this structure.
Le dispositif selon l'invention est donc simple, aisément manipulable et transportable, ce dispositif permettant de réaliser l'analyse modale d'une structure facilement et rapidement à l'aide d'un moyen de mesure d'accélérations et d'un capteur de vibrations, et non pas un calcul de déformée à l'aide d'une pointe de mesure conformément au document FR 2642166 par exemple. Le dispositif peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques additionnelles qui suivent. Par exemple, la poignée peut porter l'excitateur, pour minimiser le nombre d'équipements mis en oeuvre. The device according to the invention is therefore simple, easily manipulated and transportable, this device making it possible to perform the modal analysis of a structure easily and quickly using an acceleration measuring means and a sensor. vibration, and not a calculation of deformation using a measuring tip according to the document FR 2642166 for example. The device may include one or more of the following additional features. For example, the handle can carry the exciter, to minimize the number of equipment implemented.
Selon un autre aspect, le capteur de vibrations est un capteur sans contact pour ne pas générer un point d'appui artificiel préjudiciable sur des structures ayant une masse relativement faible. Notamment, le capteur de vibrations est éventuellement un capteur laser sans contact de mesure d'une distance selon une direction afin de ne pas entraver la déformation de la structure. Il est à noter qu'un tel capteur laser peut paraître surprenant, un capteur laser étant moins précis qu'un accéléromètre. Toutefois, un capteur laser s'avère suffisant pour déterminer rapidement une pluralité de déformées d'une structure et leurs caractéristiques fréquentielles. Dès lors, l'unité de traitement déduit le déplacement du point de mesure à partir du signal temporel provenant du capteur laser. En effectuant une transformée de Fourrier de ce signal, l'unité de traitement obtient de plus les fréquences propres des modes propres de vibration balayés suite à l'excitation de la structure. De manière alternative, le capteur de vibrations est un moyen de mesure de la vitesse d'un point de mesure ou encore un accéléromètre triaxial par exemple. En intégrant la vitesse ou les accélérations mesurées, l'unité de traitement peut en déduire le déplacement du point de mesure. De plus, l'unité de traitement détermine les fréquences propres des modes propres de vibration balayés suite à l'excitation de la structure. En outre, selon une première réalisation, le moyen de commande est intégré dans l'unité de traitement, cette unité de traitement et le moyen de commande étant éventuellement des organes d'un ordinateur de type ordinateur portable par exemple. In another aspect, the vibration sensor is a non-contact sensor so as not to generate a damaging artificial fulcrum on structures having a relatively low mass. In particular, the vibration sensor is optionally a non-contact laser sensor measuring a distance in one direction so as not to hinder the deformation of the structure. It should be noted that such a laser sensor may seem surprising, a laser sensor being less accurate than an accelerometer. However, a laser sensor is sufficient to quickly determine a plurality of deformations of a structure and their frequency characteristics. Therefore, the processing unit deduces the displacement of the measurement point from the time signal from the laser sensor. By performing a Fourier transform of this signal, the processing unit also obtains the eigenfrequencies of the eigen modes of vibration scanned following excitation of the structure. Alternatively, the vibration sensor is a means for measuring the speed of a measuring point or a triaxial accelerometer, for example. By integrating the speed or the accelerations measured, the processing unit can deduce the displacement of the measuring point. In addition, the processing unit determines the eigenfrequencies of the eigen modes of vibration scanned following the excitation of the structure. In addition, according to a first embodiment, the control means is integrated in the processing unit, this processing unit and the control means possibly being members of a laptop-type computer for example.
L'unité de traitement génère alors un signal d'excitation envoyé à l'excitateur. Selon une deuxième réalisation alternative, le moyen de commande comprend une gâchette agencée sur la poignée. L'opérateur déplace le capteur d'accélérations à l'aide de la poignée et actionne directement l'excitateur à l'aide de ladite gâchette. Le dispositif est alors très simplifié. Selon un autre aspect, la poignée peut aussi comprendre un accéléromètre de correction relié à l'unité de traitement, pour corriger les informations transmises par le capteur d'accélérations à l'unité de traitement si l'organe de positionnement vibre. En effet, le dispositif est peu encombrant et transportable. Dès lors, il est possible de l'utiliser sur un support vibrant, par exemple dans un hélicoptère en vol. L'accéléromètre de correction transmet alors des informations à l'unité de traitement relatives aux vibrations perturbatrices subies par l'organe de positionnement. L'unité de traitement peut alors filtrer les informations provenant du capteur de vibrations en fonction des vibrations perturbatrices mesurées. The processing unit then generates an excitation signal sent to the exciter. According to a second alternative embodiment, the control means comprises a trigger arranged on the handle. The operator moves the acceleration sensor using the handle and directly actuates the exciter with said trigger. The device is then very simplified. In another aspect, the handle may also include a correction accelerometer connected to the processing unit for correcting the information transmitted by the acceleration sensor to the processing unit if the positioning member vibrates. Indeed, the device is compact and transportable. Therefore, it is possible to use it on a vibrating support, for example in a helicopter in flight. The correction accelerometer then transmits information to the processing unit relating to the disturbing vibrations experienced by the positioning member. The processing unit can then filter the information from the vibration sensor as a function of the disturbing vibrations measured.
Par ailleurs, la poignée peut comporter une caméra. La caméra peut permettre de prendre des photos de la structure, l'unité de traitement superposant les déformées déterminées sur une photo de cette structure pour obtenir un résultat réaliste. En outre, l'organe de positionnement peut comporter un premier bras articulé à un support par une première articulation, ainsi qu'un deuxième bras articulé par une deuxième articulation audit premier bras et par une troisième articulation à la poignée, chaque articulation étant pourvue d'un capteur de déplacement angulaire du moyen de localisation spatiale. In addition, the handle may include a camera. The camera can make it possible to take pictures of the structure, the processing unit superimposing the deformations determined on a photo of this structure to obtain a realistic result. In addition, the positioning member may comprise a first arm articulated to a support by a first articulation, and a second arm articulated by a second articulation to said first arm and a third articulation to the handle, each articulation being provided with an angular displacement sensor of the spatial location means.
La poignée peut alors être déplacée dans un espace à trois dimensions, sa position étant aisément repérable à l'aide du moyen de localisation spatiale. L'invention et ses avantages apparaîtront avec plus de détails dans le cadre de la description qui suit avec des exemples de réalisation donnés à titre illustratif en référence aux figures annexées qui représentent : - la figure 1, un schéma présentant un premier mode de réalisation, - la figure 2, un schéma présentant un deuxième mode de réalisation, et - la figure 3, un schéma présentant un troisième mode de réalisation. The handle can then be moved in a three-dimensional space, its position being easily identifiable by means of the spatial location means. The invention and its advantages will appear in more detail in the context of the description which follows with exemplary embodiments given by way of illustration with reference to the appended figures which represent: FIG. 1, a diagram presenting a first embodiment, - Figure 2, a diagram showing a second embodiment, and - Figure 3, a diagram showing a third embodiment.
La figure 1 présente un dispositif 2 d'analyse modale d'une structure 1 selon un premier mode de réalisation. Indépendamment du mode de réalisation, le dispositif 2 comprend un capteur de vibrations 25 mobile, tel qu'un capteur laser de déplacement sans contact ou encore un accéléromètre triaxial voire un moyen de mesure d'une vitesse. Dès lors, le dispositif 2 est muni d'un moyen de positionnement 30 articulé comprenant une poignée de manoeuvre 36 portant le capteur de vibrations 25. Ce moyen de positionnement 30 est aussi pourvu d'un moyen de localisation spatiale 40 de la poignée 36, et par suite du capteur de vibrations 25. Plus précisément, le moyen de positionnement 30 est un bras articulé incluant un premier bras 31 articulé à un support 37 par une première articulation 33. De plus, le moyen de positionnement 30 possède un deuxième bras 32 qui articulé au premier bras 31 par une deuxième articulation 34 et à la poignée 36 par une troisième articulation 35. Le moyen de localisation spatiale 40 comprend alors trois capteurs de déplacement angulaire 41, 42, 43 agencés respectivement sur la première articulation 33, la deuxième articulation 34 et la troisième articulation 35 pour détecter la position du capteur d'accélérations par rapport au support 37 et donc par rapport à la structure 1. Par conséquent, le dispositif 2 comprend un capteur de vibrations 25 pour mesurer une information relative à la vibration d'un point de mesure P1, ce point de mesure P1 étant identifiable à l'aide du moyen de localisation 40. Le capteur de vibrations 25 peut en outre être aisément déplacé en manipulant manuellement le moyen de positionnement 30 En outre, le dispositif 2 comprend un moyen de mesure d'accélérations 15 de référence, tel qu'un accéléromètre. Par ailleurs, le dispositif 2 comprend une unité de traitement 50 recueillant les informations relatives aux vibrations de la structure mesurées par le capteur de vibrations 25 sous la forme d'un signal et aux accélérations mesurées par la moyen de mesure d'accélérations 15, cette unité de traitement étant reliée au moyen de positionnement 40 pour déterminer le point de mesure de la structure 1 étudiée par rapport au support 37. FIG. 1 shows a device 2 for modal analysis of a structure 1 according to a first embodiment. Independently of the embodiment, the device 2 comprises a mobile vibration sensor 25, such as a non-contact displacement laser sensor or a triaxial accelerometer or a means for measuring a speed. Therefore, the device 2 is provided with an articulated positioning means 30 comprising an operating handle 36 carrying the vibration sensor 25. This positioning means 30 is also provided with a spatial location means 40 of the handle 36, and as a result of the vibration sensor 25. More specifically, the positioning means 30 is an articulated arm including a first arm 31 articulated to a support 37 by a first articulation 33. In addition, the positioning means 30 has a second arm 32 which articulates with the first arm 31 by a second articulation 34 and the handle 36 by a third articulation 35. The spatial localization means 40 then comprises three angular displacement sensors 41, 42, 43 respectively arranged on the first articulation 33, the second articulation 34 and the third articulation 35 to detect the position of the accelerator sensor with respect to the support 37 and thus with respect to the structure 1 Consequently, the device 2 comprises a vibration sensor 25 for measuring information relating to the vibration of a measuring point P1, this measurement point P1 being identifiable by means of the locating means 40. The vibration sensor Furthermore, the device 2 may include a reference accelerating measuring means such as an accelerometer. Furthermore, the device 2 comprises a processing unit 50 collecting the information relating to the vibrations of the structure measured by the vibration sensor 25 in the form of a signal and to the accelerations measured by the acceleration measurement means 15, this processing unit being connected to the positioning means 40 to determine the measuring point of the structure 1 studied with respect to the support 37.
Par suite, cette unité de traitement 50 peut comprendre un ordinateur 53 équipé d'un processeur 51 et d'une mémoire 52. Les informations reçues par l'unité de traitement sont mémorisées puis traitées ou traitées en temps réel, le processeur traitant ces informations en exécutant des instructions mémorisées dans la mémoire 52. En effet, suite à une excitation de la structure 1, l'unité de traitement 50 traite ces informations pour déterminer les coordonnées du capteur de vibrations 25 et son orientation afin d'en déduire les coordonnées du point de mesure P1 étudié de la structure 1. Dès lors, l'unité de traitement détermine le déplacement du point de mesure P1 surveillé par le capteur de vibrations 25 par rapport au point de référence P2 surveillé par le moyen de mesure d'accélération 15, et détermine la fréquence propre d'apparition d'un mode propre de vibrations de la structure 1. En déplaçant le capteur de vibrations 25 par une manoeuvre du moyen de positionnement 30, il est possible de réaliser une pluralité de mesures aisément et rapidement pour optimiser l'analyse modale de la structure 1. As a result, this processing unit 50 may comprise a computer 53 equipped with a processor 51 and a memory 52. The information received by the processing unit is stored and then processed or processed in real time, the processor processing this information. by executing instructions stored in the memory 52. Indeed, following an excitation of the structure 1, the processing unit 50 processes this information to determine the coordinates of the vibration sensor 25 and its orientation in order to deduce the coordinates of the measurement point P1 studied of the structure 1. Therefore, the processing unit determines the displacement of the measuring point P1 monitored by the vibration sensor 25 with respect to the reference point P2 monitored by the acceleration measuring means 15, and determines the natural frequency of appearance of a specific mode of vibration of the structure 1. By moving the vibration sensor 25 by a maneuvering means 30, it is possible to perform a plurality of measurements easily and quickly to optimize the modal analysis of the structure 1.
En outre, le dispositif 2 et notamment le support 37 du moyen de positionnement 30 peuvent être agencés sur un organe vibrant. Dès lors, le moyen de positionnement 30 comporte favorablement un accéléromètre de correction 60 triaxial agencé au plus près du capteur de vibrations 25, par exemple sur la poignée 36. Les mesures du capteur de vibrations 25 sont alors recalées en fonction des accélérations mesurées par l'accéléromètre de correction 60. II est à noter que chaque articulation du moyen de positionnement peut comprendre des moyens introduisant des efforts de friction pour diminuer l'influence des vibrations du support 37 sur les mesures. Pour exciter la structure 1, afin que le capteur de vibrations 25 et le moyen de mesure d'accélération 15 soient à même de mesurer la réponse vibratoire de cette structure, le dispositif 2 comprend un excitateur 10 apte à générer une percussion dans la structure 1. Cet excitateur 10 inclut par exemple un marteau électromagnétique 11. In addition, the device 2 and in particular the support 37 of the positioning means 30 may be arranged on a vibrating member. Therefore, the positioning means 30 favorably comprises a triaxial correction accelerometer 60 arranged as close as possible to the vibration sensor 25, for example on the handle 36. The measurements of the vibration sensor 25 are then adjusted according to the accelerations measured by the correction accelerometer 60. It should be noted that each articulation of the positioning means may comprise means introducing frictional forces to reduce the influence of the vibrations of the support 37 on the measurements. To excite the structure 1, so that the vibration sensor 25 and the acceleration measuring means 15 are able to measure the vibratory response of this structure, the device 2 comprises an exciter 10 capable of generating a percussion in the structure 1 This exciter 10 includes for example an electromagnetic hammer 11.
On note que le moyen de mesure d'accélérations 15 de référence peut être agencé à proximité de l'excitateur 10, dans une aire prédéterminée 16 entourant cet excitateur 10 par exemple. Par ailleurs, pour requérir l'excitation de la structure 1, le dispositif 2 comprend un moyen de commande 20 communiquant avec l'unité de traitement pour lui fournir une information relative à un ordre de commande donné à l'excitateur. It should be noted that the reference accelerator measurement means can be arranged in the vicinity of the exciter 10, in a predetermined area 16 surrounding this exciter 10 for example. Furthermore, to request the excitation of the structure 1, the device 2 comprises a control means 20 communicating with the processing unit to provide information relating to a given control command to the exciter.
Selon le premier mode de réalisation de la figure 1, l'excitateur est commandé par un moyen de commande 20 de l'unité de traitement 20. Selon le deuxième mode de réalisation de la figure 2, le moyen de commande 20 comprend une gâchette 21 agencée sur la poignée 36, la gâchette étant de plus reliée à l'unité de traitement par une liaison non visible sur la figure 2 pour ne pas alourdir inutilement cette figure 2. Selon le troisième mode de réalisation de la figure 3, la 10 poignée 36 porte l'excitateur 10 et une gâchette 21 de commande de cet excitateur 10. Selon un quatrième mode de réalisation non représenté, l'excitateur est agencé sur la poignée à l'instar du troisième mode de réalisation, cet excitateur étant commandé par un moyen de 15 commande de l'unité de traitement 50. Indépendamment du mode de réalisation, un opérateur manipule l'organe de positionnement 30 pour diriger le capteur de vibrations 25 vers un point de mesure de la structure 1, voire contre cette structure 1 suivant la nature de ce capteur de 20 vibrations. L'opérateur ordonne alors l'excitation de la structure 1 en commandant l'excitateur 10 à l'aide du moyen de commande 20. Par exemple, l'excitateur frappe cette structure 1 pour la faire vibrer sur une large plage de fréquences. 25 Le moyen de mesure d'accélérations 15 de référence envoie un signal temporel relatif à l'accélération d'un point de référence P2 à l'unité de traitement, le capteur de vibrations 25 envoyant un signal temporel à cette unité de traitement relatif soit au déplacement du point de mesure soit à la vitesse de déplacement de ce point de mesure soit à l'accélération dudit point de mesure. Le signe temporel provenant du capteur de vibrations 25 peut être traité en fonction d'un signal temporel reçu par l'unité de traitement et provenant d'un accéléromètre de correction, afin qu'un éventuel mouvement vibratoire du moyen de positionnement n'interfère pas sur les résultats. En outre, l'unité de traitement mémorise la position du capteur de vibrations à l'aide du moyen de localisation spatiale 40 et l'instant où l'ordre d'exciter la structure est donné. According to the first embodiment of Figure 1, the exciter is controlled by a control means 20 of the processing unit 20. According to the second embodiment of Figure 2, the control means 20 comprises a trigger 21 arranged on the handle 36, the trigger being further connected to the processing unit by a connection not visible in Figure 2 to not unnecessarily burden this Figure 2. According to the third embodiment of Figure 3, the handle 10 36 carries the exciter 10 and a trigger 21 for controlling this exciter 10. According to a fourth embodiment not shown, the exciter is arranged on the handle like the third embodiment, this exciter being controlled by a means of controlling the processing unit 50. In addition to the embodiment, an operator manipulates the positioning member 30 to direct the vibration sensor 25 to a measuring point of the structure 1, see e against this structure 1 according to the nature of this vibration sensor. The operator then orders the excitation of the structure 1 by controlling the exciter 10 with the aid of the control means 20. For example, the exciter strikes this structure 1 to make it vibrate over a wide range of frequencies. The reference acceleration measurement means sends a time signal relating to the acceleration of a reference point P2 to the processing unit, the vibration sensor 25 sending a time signal to this relative processing unit is the displacement of the measuring point either at the speed of displacement of this measuring point or at the acceleration of said measurement point. The temporal sign coming from the vibration sensor 25 can be processed according to a time signal received by the processing unit and coming from a correction accelerometer, so that a possible vibratory movement of the positioning means does not interfere with on the results. In addition, the processing unit stores the position of the vibration sensor using the spatial locating means 40 and the time when the order of exciting the structure is given.
L'opérateur manipule alors l'organe de positionnement 30 pour diriger le capteur de vibrations 25 vers un autre point de mesure de la structure 1 et excite de nouveau la structure 1. Pour chaque impact de l'excitateur contre la structure 1, l'unité de traitement détermine la déformée de la structure 1 au point de mesure concerné par rapport à la déformée de la structure 1 au point de référence. Par exemple, l'unité de traitement détermine une première déformée égale à 2 fois la déformée du point de référence en un premier point de mesure se produisant à une première fréquence et une deuxième déformée égale à 3 fois la déformée du point de référence en un deuxième point de mesure se produisant à ladite première fréquence. De plus, l'unité de traitement peut comporter une interface graphique pour visualiser la déformée de la structure dans sa globalité. L'interface graphique permet en effet de relier la position des points de mesure surveillés lorsque la structure est sollicitée selon les divers modes propres de vibration mis à jour. De plus, en référence à la figure 1, la poignée peut comporter une caméra 70 prenant une photo de la structure 1. Pour faciliter la visualisation des résultats et notamment de la déformée, il est possible d'afficher en surimpression cette déformée de la structure sur la photographie prise par la caméra. Naturellement, la présente invention est sujette à de nombreuses variations quant à sa mise en oeuvre. Bien que plusieurs modes de réalisation aient été décrits, on comprend bien qu'il n'est pas concevable d'identifier de manière exhaustive tous les modes possibles. Il est bien sûr envisageable de remplacer un moyen décrit par un moyen équivalent sans sortir du cadre de la présente invention. The operator then manipulates the positioning member 30 to direct the vibration sensor 25 to another measuring point of the structure 1 and again excites the structure 1. For each impact of the exciter against the structure 1, the The processing unit determines the deformation of the structure 1 at the relevant measuring point with respect to the deformation of the structure 1 at the reference point. For example, the processing unit determines a first deformed equal to 2 times the deformation of the reference point at a first measurement point occurring at a first frequency and a second deformed equal to 3 times the deformation of the reference point at a first frequency. second measurement point occurring at said first frequency. In addition, the processing unit may include a graphical interface for displaying the deformation of the structure as a whole. The graphical interface makes it possible to connect the position of the measurement points monitored when the structure is requested according to the various eigen modes of vibration updated. In addition, with reference to FIG. 1, the handle may comprise a camera 70 taking a picture of the structure 1. In order to facilitate the visualization of the results and in particular of the deformation, it is possible to superimpose this deformed structure. on the photograph taken by the camera. Naturally, the present invention is subject to many variations as to its implementation. Although several embodiments have been described, it is well understood that it is not conceivable to exhaustively identify all the possible modes. It is of course conceivable to replace a means described by equivalent means without departing from the scope of the present invention.
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