Les technologies optiques pour l'étude des vibrations
L'électronique des caméras modernes s'est améliorée à un tel point qu'elles sont capables de mesurer et de suivre des vibrations très complexes et variant rapidement. Des scientifiques du projet TEFFMA (Towards experimental full field modal analysis) ont étudié et comparé trois technologies: l'interférométrie speckle électronique (ESPI); la corrélation d'images numériques (DIC) et la vélocimétrie laser doppler à balayage (SLDV). Toutes les trois sont considérées comme des technologies plein champ, car elles permettent de mesurer de grandes zones simultanément. Les technologies ESPI, DIC et SLDV sont essentiellement utilisées pour étudier la dynamique structurelle de composants légers, qui sont particulièrement sensibles aux vibrations. TEFFMA a commencé par la construction d'un bâti pour accueillir les instruments utilisant chacune de ces technologies. Un logiciel a été développé pour gérer l'acquisition de données, la visualisation et la comparaison entre les instruments. Les chercheurs ont sélectionné des problèmes pertinents de dynamique structurelle. Ils ont effectué des mesures pour chaque scénario de test, en commençant par une plaque vibrante légère, en utilisant simultanément les trois technologies. Ils ont utilisé de larges plages de fréquences, ce qui leur a permis d'effectuer des comparaisons. TEFFMA a construit des modèles expérimentaux plein champ à partir des fonctions de réponse en fréquence, en cartographiant le comportement dynamique de chaque structure en fonction de la vibration d'entrée. L'utilisation de la même structure avec chaque instrument a permis d'éviter les différences dues aux limites et aux défauts. Les rotations dynamiques et les déformations de surface peuvent être calculées à partir des fonctions de réponse de fréquence plein champ, sous forme de cartes des modèles expérimentaux dans le domaine de fréquence. Les cartes de stress peuvent ensuite être utilisées pour produire des cartes de danger et des évaluations de tolérance aux pannes, ainsi que pour prévoir l'usure et les dommages. Le fait de disposer de données issues de ces trois techniques a permis d'obtenir des résultats beaucoup plus précis, en révélant les problèmes des techniques individuelles et en réalisant des modèles numériques plus riches et plus étroitement contraints. L'approche du projet, qui vise à des mesures coordonnées plein champ, aura des applications dans l'ingénierie mécanique et de nombreux autres domaines, tels que les technologies aéronautiques et automobiles, les tests de composants électroniques dans des environnements difficiles, l'analyse avancée du comportement des matériaux, l'évaluation des risques et l'assurance qualité dans la production.
Mots‑clés
Technologies optiques, vibrations, TEFFMA, ESPI, DIC, SLDV
