Transcript P-Flight-Modal

Prodera
SYSTEMES PRODERA
POUR L’ANALYSE MODALE
 Présentation de la société PRODERA
 Essais de vibration au sol
 Excitateurs et amplificateurs de puissance
 P-Sys-Modal® / P-Win-Modal®
 Autres logiciels complémentaires
 Suspensions et autres accessoires
 Essais de vibration en vol
 Logiciel de prédiction de flottement P-Flight-Modal®
 Systèmes d’excitation en vol
 Logiciel pour essais de flottement P-Flutter-Monitoring®
 Systèmes de télémétrie
 Questions…
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PRODERA
PRODERA est un fournisseur mondialement connu des produits suivants :
Equipements
pour les essais
de vibration au
sol
Equipements pour
les essais de
vibration en vol
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Systèmes
sur mesure
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PRODERA
Domaine
de vol
PREDICTION
DE
FLOTTEMENT
Résultats
GVT
Prototype
Simulation du
phénomène
ESSAIS EN VOL
Vérification du
domaine de vol
Validation du
domaine de vol
Essai de
vibrations au
sol
Modes réels
SIMULATION
Modes théoriques
Optimisation
du modèle
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ESSAIS DE VIBRATION AU
SOL
 Amplificateurs de
puissance
 Excitateurs
électrodynamiques
 Accéléromètres et
amplificateurs de charge
 P-Sys-Modal ®
 Systèmes de suspension
 Autres …
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ESSAIS DE VIBRATION
EN VOL
 P-Flight-Modal® : prédiction de
flottement
 Impulseurs pyrotechniques
 Excitateurs inertiels et
amplificateurs de puissance
 Enregistreurs en vol
 Systèmes de télémétrie
 P-Flutter-Monitoring® :
contrôle en temps réel des
essais en vol
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QUELQUES
REFERENCES
AERMACCHI, ALSTOM, ANTONOV, ASTRIUM, CEA,
DASSAULT AVIATION, DLR., EADS AIRBUS, EADS CASA,
EADS LAUNCH VEHICULES, EDF, EMBRAER,
EUROCOPTER, INTESPACE, MBDA, MIG, ONERA,
RKK ENERGIA, SOPEMEA, SUKHOI, TAI, THALES,
TSAGI, TSNIIMACH, TUPOLEV, VZLU, …
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AIRBUS A380-800
Excitateurs EX 520 C50 utilisés lors de l’essai de vibration au sol de l’AIRBUS A380-800 réalisé par une équipe
conjointe ONERA-DLR (meneur de projet : ONERA)
Photo Copyright AIRBUS
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AIRBUS A340-600
Excitation verticale (excitateur 1000N EX 420 C) et latérale (excitateur 550 N EX 520 C 50) du moteur Rolls Royce
interne gauche pendant l’essai de vibration au sol de l’AIRBUS A 340/600 réalisé en février 2001 à Toulouse
(réalisation ONERA). Photo Copyright Airbus
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AIRBUS A318
Excitations horizontale, latérale et verticale d’un moteur pendant l’essai de vibration au sol de l’AIRBUS A 318
réalisé par DLR. à Hambourg (Allemagne) – Photo Copyright AIRBUS
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AIRBUS
Système d’excitation biaxe – Photo Copyright AIRBUS
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AERMACCHI M-346
Essai de vibration au sol de l’Aermacchi M-346
Photo Copyright Aermacchi
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AERO VODOCHODY L-159
Essai de vibration au sol sur l’avion AERO Vodochody L-159 équipé de charges externes, essai réalisé par VZLU
Photo Copyright VZLU
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VZLU
Système d’excitation multipoint complexe
Photo Copyright VZLU
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SNECMA
Essai d’un composant de moteur
Photo Copyright SNECMA
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EADS SPACE ARD
Essai de la capsule ARD
Photo Copyright EADS SPACE
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INTESPACE
Essai du satellite SILEX
Photo Copyright Intespace
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TSNIIMACH
Essais sur modèles réduits de Bouran et Soyouz
Photos Copyright Tsniimach
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THALES UNDERWATER SYSTEMS
Transducteur sous-marin développé en coopération avec Thales Underwater Systems
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EXCITATEURS
ELECTRODYNAMIQUES POUR
L’ANALYSE MODALE
 Gamme complète d’excitateurs électrodynamiques pour
l’analyse modale
 Pas d’influence sur la structure
 Equipage mobile léger et robuste
EX 520 C50 : 550N (~ 55 kgf) seulement 680 g.
 Peu de raideur
EX 520 C50 : sans membranes (pas de raideur)
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EXCITATEURS
ELECTRODYNAMIQUES POUR
L’ANALYSE MODALE
Les excitateurs PRODERA peuvent être équipés des
fonctionnalités suivantes :
 Indicateur de position de l’équipage mobile
 Ventilation interne
 Anneaux de Kellog pour un fonctionnement optimal
à des fréquences élevées
 Capteur de température
 TEDS
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EXCITATEURS ELECTRODYNAMIQUES
EXCITATEUR
FORCE
NOMINALE
SINUS
(valeur crête)
(N/lbf)
FACTEUR DE
FORCE
(N/A / lbf/A)
COURSE
(mm / inch)
MASSE MOBILE
(g / lbs)
EX 6
Sans membranes
3 à 6 / 0,67 à 1,34
1,5 à 2 / 0,33 à 0,44
± 1,5 / ± 0,05
8,5 à 13,5 / 0,01 à 0,03
EX 8
Sans membranes
4 à 8 / 0,89 à 1,79
2 à 2,5 / 0,44 à 0,56
± 1,5 / ± 0,05
8,5 à 13,5 / 0,01 à 0,03
EX 12
10 / 2,24
5 / 1,12
± 5 / ± 0,19
30 / 0,06
EX 24
20 / 4,49
5 / 1,12
± 5 / ± 0,19
61 / 0,13
20 / 4,29
5 / 1,12
± 5 / ± 0,19
35 / 0,07
EX 58
50 / 11,24
6,25 / 1,46
± 6 / ± 0,23
110 / 0,24
EX 220 / EX 220 SC
200 / 44,96
10 / 2,24
± 10 / ± 0,39
195 / 0,42
EX 20
Sans membranes
EX 320 C50
Sans membranes
350 / 78,68
17,5 / 3,93
± 25 / ± 0,98
N/A
EX 520 C50
Sans membranes
550 / 123,64
27,5 / 6,18
± 25 / ± 0,98
680 / 1,49
EX 1060 A
1.200 / 224,8
20 / 4,49
± 12,5 / ± 0,49
1.000 / 2,20
EX 2060A
2.040 / 449,6
34 / 7,64
± 12,5 / ± 0,49
1.000 / 2,20
EX 5080 A
5.000 / 1.124
63 / 14,16
± 20 / ± 0,78
5.300 / 11,68
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AMPLIFICATEURS
A CONTRE-REACTION COURANT
POUR L’ANALYSE MODALE
Soit Z l’impédance de sortie de l’amplificateur
Vi
Du fait de l’architecture de l’amplificateur
Io
Rcoil
Rfeedback
Le ratio entre l’impédance de
l’amplificateur et l’impédance de la
bobine est très élevé
 Le courant généré est directement
proportionnel à la tension d’entrée,
indépendamment du mouvement de la
bobine, même sous des conditions de
résonance
 Pas besoin de capteur de force
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AMPLIFICATEURS
A CONTRE-REACTION COURANT
POUR L’ANALYSE MODALE
AMPLIFICATEUR
PUISSANCE DE
SORTIE RMS
(W)
COURANT
MAXIMUM
(Acrête)
TENSION
MAXIMUM
(Vcrête)
SIGNAL
ENTREE
(Vcrête)
30
±2
± 30
±5
60
±4
± 30
±5
60
±4
± 30
±5
120
±8
± 30
±5
A 648 / A 648 S
400
± 20
± 40
±5
A 649
800
± 40
± 40
±5
A 649 HV
800
± 20
± 80
±5
A 651 S1
1.200
± 60
± 40
±5
A 651 S2
2.400
± 60
± 80
±5
A 709
4.000
± 80
± 100
±5
A 732
A 735
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P-SYS-MODAL®
 Système d’acquisition et de génération de
signaux
 16 voies d’excitation
 256 voies de mesure
 Même architecture et philosophie que
pour les systèmes PRODERA livrés dans
le passé
 Armoire standard compacte 19’’ 7U avec
système de ventilation interne
 Contrôlé par PC
 Utilisation avec P-Win-Modal®
 P-Sys-Modal® Light basé sur un système
OROS type OR 3x
 4 voies d’excitation
 32 voies de mesure
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P-SYS-MODAL®
Bus interne
Amplificateurs
de puissance et
excitateurs
Acquisition
Interfaces
Filtre
Multiplieur
Génération
Lissajous
Accéléromètres
& amplificateurs
de charge
STRUCTURE
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P-Win-Modal ®
installé dans
ordinateur
PC PENTIUM
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L’IMPORTANCE DU
GENERATEUR
En résonance, on peut calculer le facteur
d’amortissement comme suit :

2  1 

2  n
n
Si le facteur d’amortissement est de l’ordre de 10-3
1 2
 est de l’ordre de 10-3
n
1
2
45°
0.00 by
f .ffff
Pour connaître la valeur exacte de la 4ème décimale
du facteur d’amortissement, les fréquences doivent
être mesurées avec au moins 4 décimales.
0.00ax 
 Grâce à P-Sys-Modal ®, on obtient la fréquence
avec 4 décimales
 P-Sys-Modal® offre une stabilité de fréquence de 10-7
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L’APPROPRIATION
En analyse modale expérimentale, il est critique de bien pouvoir discerner un
mode, même s’il est très proche / couplé avec d’autres.
Appropriation: Technique d’isolement d’un mode par rapport aux autres basée
sur le fait qu’en résonance, toutes les vitesses sont en phase ou
en opposition de phase avec les forces d’excitation. Cette
technique consiste à exciter la structure selon sa déformée
modale, en jouant sur:
 le nombre de points d’excitation
 l’amplitude des forces
 la position des points d’excitation
Cette technique permet d’isoler tous les modes, de manière à calculer les
paramètres modaux avec un niveau de précision élevé.
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APPROPRIATION :
ROTATION DES FORCES
Excitation au moyen de deux forces en
quadrature ou plus
La résultante est une force constante qui
tourne autour d’un axe
Utilisée pour des structures axisymétriques
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METHODES IMPLEMENTEES
 Essai de linéarité
Différentes
méthodes mais
un seul et même
résultat
 Puissance complexe
Analyse énergétique
 Force en quadrature
Evolution des fréquences
 Décrément logarithmique
 Fonctions de réponse en fréquence
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INTERFACES AVEC D’AUTRES
LOGICIELS
P-Win-Modal®
Fichiers
PRODERA
Fichiers UFF
15; 55; 58;
82; 151
Fichiers
texte
P-Flight-Modal®
P-Flutter-Monitoring®
Codes Eléments Finis
I-DEAS, NASTRAN, ANSYS, CATIA,…
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AUTRES PRODUITS POUR GVT
 Systèmes de suspension pour excitateurs
 Liaisons mécaniques
 Systèmes de calibration
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SUSPENSIONS PNEUMATIQUES
Système de suspension pneumatique utilisant
les «jack points» de l’avion
Système compact, facilement adaptable à la
taille de l’avion
Charges différentes selon le modèle, de
quelques tonnes à des centaines de tonnes
Fréquence de coupure environ 0,9 Hz
Les suspensions peuvent être équipées d’un
capteur de force pour mesurer à chaque
instant la masse totale
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STRUCTURE ELECTRONIQUE
Systèmes d’acquisition et
d’excitation multivoies
Appareils
d’acquisition
Appareils d’excitation
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STRUCTURE ELECTRONIQUE
Systèmes d’acquisition et
d’excitation multi-voies
STRUCSIM-3D®
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STRUCTURE ELECTRONIQUE
 Appareil électronique simulant
un planeur 3D équipé de :
 8 excitateurs
 64 capteurs
 8 modes de vibration calibrés et traçables
 Utile pour la calibration des systèmes
et la formation :
 Toujours les mêmes résultats
 Aucune préparation de l’essai
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P-FLIGHT-MODAL®
P-Win-Modal®
P-Flight-Modal® : logiciel composé
des modules
• “FLUTTER”
Résultats GVT
DLM AIC subsonique
CPPM AIC supersonique
DLM
CPPM
• “FQTRE”
FQTRE
CFD Transsonique
P-Flight-Modal® utilise les
résultats du GVT
FLUTTER
Prédiction de
Flottement
Distribution
des
pressions
Lien direct avec
P-Win-Modal®
Fonctionnement sous Linux
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P-FLIGHT-MODAL®
Frequency, Hz
4.00
2.00
0.00
0.00
200.00
400.00
600.00
800.00
Velocity, m/ s
NASTRAN test case HA145B
AGARD SMP taileron
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EXCITATEURS INERTIELS
Systèmes électrodynamiques basés sur le mouvement d’une masse oscillante
•
Contrôle total des forces d’excitation. Appropriation
•
Utilisent des amplificateurs à contre-réaction courant embarquables
•
Différents modèles:
EI 797: Vertical (450N)
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EI 799: Horizontal (450N)
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IMPULSEURS
PYROTECHNIQUES
Système d’excitation générant une impulsion calibrée
• Installation simple
• Ne modifie pas la structure de l’avion
• Temps d’essai très court
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IMPULSEURS PYROTECHNIQUES
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P-FLUTTER-MONITORING
Logiciel de calcul en temps quasi-réel de la
fréquence et taux d’amortissement des
modes lors des essais en vol
• Analyse par lissage des FRF
• Différents types d’essais:
• Harmonique
• Impulseurs pyrotechniques
• « Free air turbulence »
• Toolbox MATLABTM
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Merci de votre attention …
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