Essais & Simulations n°133

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Pour les deux types de banc la répétabilité est comprise dans
les +/-3 dB sur la bande de fréquences 10 0Hz à 2 0kHz
comme demandé dans la norme MIL-STD-810G. Pour le
type chute libre guidée, la dispersion en dessous de 100 Hz
est plus importante que pour le pendule, cela est aussi une
conséquence de la technique de simulation utilisée.
Il est donc important de pouvoir connaitre le contenu basses
fréquences induit par la technique de simulation pour des
SRC similaires. Le calcul du SRC ne permettant pas de définir
clairement les niveaux en basses fréquences pour des
chocs avec des amplitudes élevées. La méthode utilisée afin
de pouvoir comparer les niveaux basses fréquences entre
les 2 types de banc d’essais est l’analyse temps-fréquence
par ondelettes. Cette méthode permet d’estimer l’apport de
chaque bande de fréquence en fonction du temps de choc
(très court, de l’ordre de 10 ms). Pour le banc type pendule,
la participation des fréquences < 400 Hz est négligeable par
rapport au contenu plus hautes fréquences. Pour le banc type
chute libre guidée, l’analyse temps-fréquence montre une
contribution non négligeable des basses fréquences tant au
niveau amplitude que dans le temps.
L’utilisation aux capacités limites
des bancs d’essais
Les autres différences se situent sur les capacités d’essais
des bancs, en effet pour la réalisation de chocs similaires, le
critère de la vitesse initiale de l’EST est un paramètre important.
Mais leurs performances sont aussi des critères justifiant
le choix d’un banc par rapport à l’autre : amplitudes temporelles
maximales, amplitude maximale du SRC atteignable,
masse maximale de l’EST, cadence de répétition des chocs.
Les deux types de banc ne permettent pas d’atteindre les
mêmes niveaux d’amplitude temporelle et sur le SRC. Le type
pendule permet d’atteindre au maximum 7 000 g sur l’amplitude
temporelle et environ 1 500 g à 1 kHz sur le SRC tandis
que le type chute libre guidée permet d’atteindre au maximum
30 000 g sur l’amplitude temporelle et 5 000 g à 1kHz.
Représentation du graphique 2 mais en waterfall
Colormap d’un choc type chute libre guidée
Colormap d’un choc type pendule
Ces deux bancs d’essais ne permettent pas d’atteindre les
cadences de tirs d’une arme pour la répétition des chocs ni les
cadences de répétions autorisées par les générateurs électrodynamiques
(entre 120 et 180 chocs/minutes). Le type chute
libre guidée permet de réaliser au mieux 1 choc/minute tandis
que le type pendule permet de réaliser 3 chocs/minute. Le
dernier paramètre de choix important est la masse de l’équipement
testé, le type chute libre autorise un EST jusqu’à 15 kg
tandis que le pendule autorise 70 kg.
La simulation des chocs « pyrotechniques » en laboratoire
nécessite ainsi beaucoup d’échanges avec le demandeur au
préalable afin de préparer au mieux les essais et ainsi de se
rapprocher des conditions réelles. Toutefois les niveaux spécifiés
et la masse du produit orientent généralement les essais
sur un type de banc plutôt que l’autre mais une sensibilisation
et un questionnement sur l’influence d’une vitesse nulle
ou non nulle au moment du choc est nécessaire. ●
Matthieu Cayuela
Responsable des essais mécaniques
Adetests (groupe Emitech)
60I ESSAIS & SIMULATIONS • N°133 • mai-juin 2018