Vibration et choc

Les essais de vibration et de choc montrent si un produit résiste aux charges dynamiques mécaniques. Les deux phénomènes sont distincts : la vibration est une charge continue et répétée, tandis que le choc est un impact instantané unique à forte accélération. Ils produisent des modes de défaillance différents et sont requis séparément.

La défaillance produite par la vibration est la FATIGUE : un joint de brasure se fissure, une gaine de câble s'use, une vis se desserre, un connecteur perd le contact. La défaillance produite par le choc est la RUPTURE : un composant fragile se brise, un support casse, une carte sort de son logement. Tester un produit sous vibration ne montre donc pas qu'il résiste également au choc.

La vibration est appliquée sous trois formes, donnant chacune des informations différentes. La vibration sinusoïdale balaie une fréquence unique ; elle sert à trouver les fréquences de résonance du produit et est très précieuse au stade de la conception. La vibration aléatoire représente la nature large bande de l'environnement réel et est préférée comme preuve de durabilité. Les profils sinus-sur-aléatoire et aléatoire-sur-aléatoire simulent ensemble le bruit large bande superposé aux fréquences dominantes des moteurs et rotors — nécessaire dans les applications hélicoptère et turbopropulseur.

La RÉSONANCE est le concept central de ce domaine. Chaque structure a ses propres fréquences propres ; lorsque la fréquence d'excitation s'approche de l'une d'elles, l'amplitude augmente et le produit est exposé à une accélération plusieurs fois supérieure au niveau d'entrée. Une recherche de résonance est donc menée avant l'essai, et une modification de conception consiste souvent à déplacer la résonance plutôt qu'à réduire le niveau.

Dans cette famille, le MONTAGE (fixture) fait partie du résultat, et c'est le point le plus souvent négligé. La façon dont l'échantillon est fixé au vibrateur modifie directement l'énergie transmise et le comportement de résonance. Un montage mal conçu introduit ses propres résonances et impose une charge que le produit ne verrait pas autrement, ou à l'inverse amortit la charge réelle et protège le produit. Les résultats obtenus avec des montages différents ne sont pas comparables.

Le choix du point de mesure détermine également le résultat. L'accéléromètre de contrôle est placé sur le montage et les accéléromètres de surveillance aux points critiques du produit ; le rapport doit documenter ces positions. Les accélérations mesurées en différents points du même essai peuvent différer nettement.

Les profils se répartissent par domaine d'application : vibration de transport (emballage et expédition), vibration véhicule (selon l'emplacement de montage), ferroviaire (catégories EN 61373), aéronautique (sections DO-160), militaire (méthodes MIL-STD-810) et transport de batteries (UN 38.3 T3). Le même produit passe par différents profils selon les programmes.