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Article de référence | Réf : B5140 v1

Raideurs statique et dynamique
Isolation antivibratoire et antichoc - Définitions. Principes physiques

Auteur(s) : Bernard GARNIER

Relu et validé le 06 janv. 2023

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INTRODUCTION

La suspension élastique des machines pour réduire la transmission des vibrations indésirables à leur environnement est devenue une pratique courante, tout comme le montage souple des systèmes fragiles ou sensibles aux vibrations afin de mieux les protéger. La mise en œuvre de ces dispositifs pourrait sembler assez simple, dès lors qu’on suit bien les indications des constructeurs ; et pourtant nombreux sont les cas qui requièrent une attention particulière pour éviter des résultats malencontreux, allant jusqu’à des usures ou des ruptures prématurées.

Pour résumer les facteurs qui conduisent à ce regain d’attention lors du choix d’une isolation antivibratoire ou antichoc, on citera en particulier :

  • la volonté d’alléger et de réduire la taille des machines tout en accroissant leur puissance, ce qui amène les constructeurs à choisir des vitesses de rotation plus rapides, des carters et des arbres moins rigides, des bâtis moins surdimensionnés ;

  • la volonté de décliner des gammes standardisées de moteurs, de boîtes et de transmissions, d’accouplements, de génératrices, de pompes, etc., ce qui multiplie les possibilités de combinaisons lors d’une mise en groupe sans que le constructeur ait pu toutes les valider sur le plan dynamique et vibratoire, d’où des configurations parfois délicates à opérer ;

  • une volonté de modularité et de souplesse d’aménagement des ateliers de production, ce qui va amener les utilisateurs à implanter des instruments de contrôle ou des bureaux au plus près de certaines machines, donc à contrôler et réduire davantage les sollicitations vibro-acoustiques qu’elles génèrent, ou à minimiser l’interférence de diverses unités de production autrefois disjointes ;

  • une préoccupation d’ergonomie et de protection des travailleurs, ce qui, après avoir imposé le port de protections individuelles ressenti souvent comme inconfortable, impose maintenant de spécifier des niveaux acoustiques ambiants dans les ateliers directement acceptables sans pour autant que des systèmes trop complexes de capotages et de mise en cabines ne gênent les flux de production ni les interventions de maintenance.

Une isolation antivibratoire bien conduite peut répondre à tout cela, moyennant l’application attentive des concepts et méthodes détaillés et illustrés dans le présent article et dans l’article , qui abordent successivement :

  • Définitions et principes physiques ;

  • Solutions technologiques et industrielles.

Nota :

Le lecteur se reportera également à l’article Vibrations des structures industrielles [R 3 140] dans le traité Mesures et Contrôle.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-b5140


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4. Raideurs statique et dynamique

Un point essentiel de toute la problématique du découplage antivibratoire ou antichoc est de distinguer les notions de raideurs statique et dynamique pour tous les éléments de la chaîne de transfert (figure 2), sachant que le commentaire fait sur la raideur dynamique vaut de même pour les cinq autres grandeurs que l’on peut définir en analyse vibratoire (tableau 1).

On doit en effet conjuguer :

  • un problème de statique, qui est de supporter de manière convenable le poids des machines et équipements suspendus. L’introduction des éléments de suspension assez souples entraîne donc une déformation continue qui se traduit par une flèche mesurable de la suspension (article Isolation antivibratoire et antichoc. Solutions technologiques et industrielles ), allant du millimètre au centimètre selon la fréquence propre visée, et qui peut légèrement augmenter avec le temps (fluage des élastomères) ;

  • un problème de dynamique, avec une première région de fréquences caractéristiques correspondant aux modes de la suspension 5, puis à diverses fréquences a priori plus élevées correspondant aux modes internes du support, ou aux modes de la structure aval ou de la machine elle-même (figure 9).

En général, il suffit de prendre en compte pour le premier cas la caractéristique de déflexion statique sous charge continue des supports fournie par le constructeur, en veillant à respecter les valeurs de température ambiante correspondantes. Par contre, dans le second cas, il...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - BUZDUGAN (G.) -   Dynamique des fondations de machines.  -  Eyrolles (1992).

  • (2) - DEN HARTOG (J.P.) -   Mechanical vibrations.  -  MacGraw-Hill (1956).

  • (3) - CREDE (C.E.) -   Vibration and shock isolation.  -  John Wiley & Sons (1965).

  • (4) - NASHIF (A.D.), JONES (D.I.G.), HENDERSON (J.P.) -   Vibration damping.  -  John Wiley & Sons (1985).

  • (5) - LEISSA (A.W.) -   Vibrations of plates.  -  1969 éd. NASA, additif 1982 (JSV, 80, no 1, p. 145-154, NASA SP-160).

  • (6) - LEISSA (A.W.) -   Vibrations of shells.  -  NASA (1973).

  • (7) - LINDLEY (P.B.) -   Le calcul...

NORMES

  • Vibrations et chocs. Vocabulaire. - NF ISO 2041 - 6-93

  • Vibrations et chocs. Détermination expérimentale de la mobilité mécanique. Partie 1 : Définitions fondamentales et transducteurs. - ISO 7626-1 - 1-86

  • Partie 2 : mesurages avec utilisation d’une excitation de translation en un seul point, au moyen d’un générateur de vibrations solidaire de ce point. - ISO 7626-2 - 2-90

  • Vibrations et chocs mécaniques. Vibrations des bâtiments. Lignes directrices pour le mesurage des vibrations et évaluation de leurs effets sur les bâtiments. - ISO 4866 - 12-89

  • Vibrations et chocs mécaniques. Fixation mécanique des accéléromètres. - ISO 5348 - 5-98

  • Vibrations mécaniques des machines non alternatives. Mesurages sur les arbres tournants et critères d’évaluation. Partie 1 : directives générales. - ISO 7919-1 - 7-96

  • Vibrations mécaniques des...

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