samedi 31 mai 2008

Absorbeur dynamique, choix de la fréquence

Suite aux questions reçues au sujet des absorbeurs de vibrations, voici un peu plus de détails sur le choix de la fréquence propre de l'absorbeur.

Un spectre est une représentation fréquentielle d'un signal. Il faut bien distinguer le spectre d'excitation de celui de la réponse.

Lorsqu'un système mécanique linéaire est excité par un signal de spectre S(f), la réponse en un point du système s'écrit X(f)=H(f)*S(f) où H est la fonction de transfert du système.

Une structure continue peut être modélisée par un ensemble de systèmes masse-ressort à un dégré de liberté placés en parallèle. Chaque système masse-ressort représente un mode propre de la structure, caractérisé par une forme propre et une fréquence propre. Lorsqu'ils sont excités à leur fréquence propre, ces systèmes masse-ressort ne nécessitent quasiment aucune énergie pour être mis en mouvement. Par conséquent, la fonction de transfert H présente un ensemble de pics, résonances de chacun des modes propres.

L'absorbeur de vibration permet de réduire l'amplitude de la fonction de transfert H à une fréquence donnée. L'objectif est de réduire au maximum la réponse X du système. Cette fréquence doit être choisie en fonction de l'excitation S à laquelle est soumis le système. Pour accorder un absorbeur dynamique de vibrations, il convient donc de distinguer deux cas.

Le premier cas correspond à une excitation à bande étroite. Le signal S(f) est concentré au voisinage d'une fréquence particulière. Naturellement, la réponse X(f)=H(f)*S(f) du système va également être concentré autour de cette fréquence d'excitation. Il s'agit alors d'accorder l'absorbeur pour réduire la fonction de transfert H à cette fréquence. Cependant, si la fréquence d'excitation varie, l'absorbeur risque de devenir inefficace voire néfaste.

Le second cas correspond à une excitation à bande large. Le signal S(f) est réparti sur une grande bande de fréquences. La réponse X(f)=H(f)*S(f) du système va alors être gouvernée par la résonance d'un ou plusieurs modes propres. Il s'agit ici d'accorder l'absorbeur pour réduire l'amplitude du pic de résonance d'un des modes propres excités. Les fréquences propres d'une structure varient rarement au cours de sa vie, cette solution est assez stable.