2023-2024 / MECA0062-1

Vibration testing and experimental modal analysis

Durée

26h Th, 26h Pr, 30h Proj.

Nombre de crédits

 Master : ingénieur civil en aérospatiale, à finalité spécialisée en "turbomachinery aeromechanics (THRUST)"5 crédits 
 Master : ingénieur civil en aérospatiale, à finalité5 crédits 
 Master : ingénieur civil mécanicien, à finalité5 crédits 

Enseignant

Loïc Salles

Suppléant(s)

Mathieu Bertha

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue anglaise

Organisation et évaluation

Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier

Horaire

Horaire en ligne

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

Capteurs de vibrations : déplacement, vitesse, accélération. Analyse des signaux : densité de puissance spectrale, transformée de Fourier discrète, algorithme FFT, analyseurs de spectre digitaux, phénomènes d'aliasing et de leakage. Méthodes d'excitations en vibration : types de signaux d'excitation (impact, balayage sinusoïdal, pseudo-aléatoire, ...), excitateurs électrodynamiques, marteaux d'impulsion. Bases théoriques de l'analyse modale : fonction de transfert, réceptance, mobilité, impédance, diagramme de Bode, Nyquist, développement de la matrice des coefficients d'influence dynamique en termes de pôles et résidus. Méthodes d'identification : essai d'excitation appropriée et non appropriée, identification du modèle paramétrique modal sur base de la réponse fréquentielle ou impulsionnelle, méthode à 1ddl (peak picking, circle fitting) et à plusieurs ddls, influence de termes résiduels, multi-excitation. Introduction aux méthodes de recalage de modèles en élasto-dynamique linéaire. Diagnostic de l'état mécanique d'une machine par mesures vibratoires.

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

Les objectifs du cours sont de former l'étudiant à l'utilisation du matériel de mesures de vibrations disponible au laboratoire, à l'acquisition, au traitement et à l'exploitation des signaux vibratoires ainsi qu'aux méthodes d'identification modale, aux techniques de comparaison entre résultats théoriques et expérimentaux et aux méthodes de correction paramétrique de modèles structuraux sur base des résultats expérimentaux.

Savoirs et compétences prérequis

Le cours nécessite des connaissances de base en théorie des vibrations.

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

Les séances de laboratoires sont organisées par groupes et uniquement sur rendez-vous. La première séance est pilotée par un membre du personnel du service de Vibrations et Identification des Structures. Elle est destinée à permettre aux étudiants de se familiariser avec le matériel de mesures disponible au laboratoire. Pendant les séances suivantes, les étudiants travaillent de manière autonome sur une structure réelle de type treillis ou maquette d'avion. Un rapport individuel est à rendre dans un délai fixé de commun accord avec les étudiants. Il doit comprendre : 1. la description détaillée des mesures réalisées au laboratoire sur la structure-test, 2. le développement et l'application de deux méthodes d'identification des paramètres modaux (modes et fréquences propres, amortissements) de la structure sur base des résultats expérimentaux obtenus, 3. la construction et l'exploitation d'un modèle par éléments finis de la structure testée dans l'environnement MATLAB ou SAMCEF, 4. la comparaison qualitative et quantitative entre résultats théoriques et expérimentaux. Les séances de laboratoire sont OBLIGATOIRES. Toute absence non justifiée peut entraîner un refus à l'examen final.

Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)

Cours donné exclusivement en présentiel


Explications complémentaires:

Le cours est organisé en présentiel au premier quadrimestre.

Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours

  • N. Maia, J. Silva, Theoretical and Experimental Modal Analysis, Research Studies Press Ltd., 1997, ISBN 0-86380-208-7
  • D. J. Ewins, Modal Testing: Theory, Practice and Apllication, Research Studies Press Ltd., 2000, ISBN 0-86380-218-4

Modalités d'évaluation et critères

Examen(s) en session

Toutes sessions confondues

- En présentiel

évaluation écrite ( questions ouvertes ) ET évaluation orale

Travail à rendre - rapport


Explications complémentaires:

L'évaluation portera sur la réalisation d'un projet, sa présentation orale et sur un examen écrit :   1. L'évaluation du projet sera basée sur les résultats obtenus ainsi que sur l'interprétation qui en est faite. Une attention particulière sera également réservée à la qualité du rapport écrit, à l'esprit de synthèse et à la rigueur scientifique des propos. Une présentation orale sera organisée à la fin du projet.   2. L'examen écrit sera basé sur la réponse à des questions sur les notions théoriques développées au cours. L'examen a lieu à livres fermés.   Pondération :

  • Projet: 75%
  • Examen : 25%.
L'évaluation est basée sur la moyenne géométrique pondérée entre le projet et l'examen. La note finale est calculée comme suit:
                  Note finale = (Project)^(0.75) * (Examen)^(0.25)

Stage(s)

Remarques organisationnelles et modifications principales apportées au cours

L'organisation du cours est présenté en détails lors du premier cours.

Contacts

Bertha Mathieu mathieu.bertha@uliege.be

Assistant: Olivier Devigne o.devigne@uliege.be

Loic Salles l.salles@uliege.be

Association d'un ou plusieurs MOOCs