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SYSTEMES PRODERA POUR LANALYSE MODALE Prodera. PRODERA - 20062 Présentation de la société PRODERA Essais de vibration au sol Excitateurs et amplificateurs.

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1 SYSTEMES PRODERA POUR LANALYSE MODALE Prodera

2 PRODERA - 20062 Présentation de la société PRODERA Essais de vibration au sol Excitateurs et amplificateurs de puissance P-Sys-Modal ® / P-Win-Modal ® Questions… Autres logiciels complémentaires Suspensions et autres accessoires Essais de vibration en vol Logiciel de prédiction de flottement P-Flight-Modal ® Systèmes dexcitation en vol Logiciel pour essais de flottement P-Flutter-Monitoring ® Systèmes de télémétrie

3 PRODERA - 20063 PRODERA PRODERA est un fournisseur mondialement connu des produits suivants : Equipements pour les essais de vibration en vol Equipements pour les essais de vibration au sol Systèmes sur mesure

4 PRODERA - 20064 PRODERA SIMULATION Modes théoriques Essai de vibrations au sol Modes réels PREDICTION DE FLOTTEMENT Simulation du phénomène ESSAIS EN VOL Vérification du domaine de vol Optimisation du modèle Prototype Résultats GVT Validation du domaine de vol Domaine de vol

5 PRODERA - 20065 ESSAIS DE VIBRATION AU SOL Amplificateurs de puissance Excitateurs électrodynamiques Accéléromètres et amplificateurs de charge Autres … P-Sys-Modal ® Systèmes de suspension

6 PRODERA - 20066 ESSAIS DE VIBRATION EN VOL Impulseurs pyrotechniques Excitateurs inertiels et amplificateurs de puissance Enregistreurs en vol Systèmes de télémétrie P-Flight-Modal ® : prédiction de flottement P-Flutter-Monitoring ® : contrôle en temps réel des essais en vol

7 PRODERA - 20067 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, …

8 PRODERA - 20068 Excitateurs EX 520 C50 utilisés lors de lessai de vibration au sol de lAIRBUS A380-800 réalisé par une équipe conjointe ONERA-DLR (meneur de projet : ONERA) Photo Copyright AIRBUS AIRBUS A380-800

9 PRODERA - 20069 Excitation verticale (excitateur 1000N EX 420 C) et latérale (excitateur 550 N EX 520 C 50) du moteur Rolls Royce interne gauche pendant lessai de vibration au sol de lAIRBUS A 340/600 réalisé en février 2001 à Toulouse (réalisation ONERA). Photo Copyright Airbus AIRBUS A340-600

10 PRODERA - 200610 AIRBUS A318 Excitations horizontale, latérale et verticale dun moteur pendant lessai de vibration au sol de lAIRBUS A 318 réalisé par DLR. à Hambourg (Allemagne) – Photo Copyright AIRBUS

11 PRODERA - 200611 AIRBUS Système dexcitation biaxe – Photo Copyright AIRBUS

12 PRODERA - 200612 AERMACCHI M-346 Essai de vibration au sol de lAermacchi M-346 Photo Copyright Aermacchi

13 PRODERA - 200613 AERO VODOCHODY L-159 Essai de vibration au sol sur lavion AERO Vodochody L-159 équipé de charges externes, essai réalisé par VZLU Photo Copyright VZLU

14 PRODERA - 200614 VZLU Système dexcitation multipoint complexe Photo Copyright VZLU

15 PRODERA - 200615 SNECMA Essai dun composant de moteur Photo Copyright SNECMA

16 PRODERA - 200616 EADS SPACE ARD Essai de la capsule ARD Photo Copyright EADS SPACE

17 PRODERA - 200617 INTESPACE Essai du satellite SILEX Photo Copyright Intespace

18 PRODERA - 200618 TSNIIMACH Essais sur modèles réduits de Bouran et Soyouz Photos Copyright Tsniimach

19 PRODERA - 200619 THALES UNDERWATER SYSTEMS Transducteur sous-marin développé en coopération avec Thales Underwater Systems

20 PRODERA - 200620 Gamme complète dexcitateurs électrodynamiques pour lanalyse modale Pas dinfluence sur la structure Equipage mobile léger et robuste Peu de raideur EX 520 C50 : 550N (~ 55 kgf) seulement 680 g. EX 520 C50 : sans membranes (pas de raideur) EXCITATEURS ELECTRODYNAMIQUES POUR LANALYSE MODALE

21 PRODERA - 200621 Les excitateurs PRODERA peuvent être équipés des fonctionnalités suivantes : Indicateur de position de léquipage mobile Ventilation interne Anneaux de Kellog pour un fonctionnement optimal à des fréquences élevées Capteur de température TEDS EXCITATEURS ELECTRODYNAMIQUES POUR LANALYSE MODALE

22 PRODERA - 200622 EXCITATEURFORCE NOMINALE SINUS (valeur crête) (N/lbf) FACTEUR DE FORCE (N/A / lbf/A) COURSE (mm / inch) MASSE MOBILE (g / lbs) EX 6 Sans membranes3 à 6 / 0,67 à 1,341,5 à 2 / 0,33 à 0,44± 1,5 / ± 0,058,5 à 13,5 / 0,01 à 0,03 EX 8 Sans membranes4 à 8 / 0,89 à 1,792 à 2,5 / 0,44 à 0,56± 1,5 / ± 0,058,5 à 13,5 / 0,01 à 0,03 EX 1210 / 2,245 / 1,12± 5 / ± 0,1930 / 0,06 EX 2420 / 4,495 / 1,12± 5 / ± 0,1961 / 0,13 EX 20 Sans membranes20 / 4,295 / 1,12± 5 / ± 0,1935 / 0,07 EX 5850 / 11,246,25 / 1,46± 6 / ± 0,23110 / 0,24 EX 220 / EX 220 SC200 / 44,9610 / 2,24± 10 / ± 0,39195 / 0,42 EX 320 C50 Sans membranes350 / 78,6817,5 / 3,93± 25 / ± 0,98N/A EX 520 C50 Sans membranes550 / 123,6427,5 / 6,18± 25 / ± 0,98680 / 1,49 EX 1060 A1.200 / 224,820 / 4,49± 12,5 / ± 0,491.000 / 2,20 EX 2060A2.040 / 449,634 / 7,64± 12,5 / ± 0,491.000 / 2,20 EX 5080 A5.000 / 1.12463 / 14,16± 20 / ± 0,785.300 / 11,68 EXCITATEURS ELECTRODYNAMIQUES

23 PRODERA - 200623 AMPLIFICATEURS A CONTRE-REACTION COURANT POUR LANALYSE MODALE Soit Z limpédance de sortie de lamplificateur Le ratio entre limpédance de lamplificateur et limpédance de la bobine est très élevé Le courant généré est directement proportionnel à la tension dentrée, indépendamment du mouvement de la bobine, même sous des conditions de résonance Pas besoin de capteur de force R coil R feedback IoIo ViVi Du fait de larchitecture de lamplificateur

24 PRODERA - 200624 AMPLIFICATEURPUISSANCE DE SORTIE RMS (W) COURANT MAXIMUM (A crête ) TENSION MAXIMUM (V crête ) SIGNAL ENTREE (V crête ) A 732 30± 2± 30± 5 60± 4± 30± 5 A 735 60± 4± 30± 5 120± 8± 30± 5 A 648 / A 648 S400± 20± 40± 5 A 649800± 40 ± 5 A 649 HV800± 20± 80± 5 A 651 S11.200± 60± 40± 5 A 651 S22.400± 60± 80± 5 A 7094.000± 80± 100± 5 AMPLIFICATEURS A CONTRE-REACTION COURANT POUR LANALYSE MODALE

25 PRODERA - 200625 Système dacquisition et de génération de signaux Contrôlé par PC Armoire standard compacte 19 7U avec système de ventilation interne Utilisation avec P-Win-Modal ® Même architecture et philosophie que pour les systèmes PRODERA livrés dans le passé P-SYS-MODAL ® 16 voies dexcitation 256 voies de mesure P-Sys-Modal ® Light basé sur un système OROS type OR 3x 4 voies dexcitation 32 voies de mesure

26 PRODERA - 200626 Génération Interfaces Bus interne Amplificateurs de puissance et excitateurs Acquisition P-Win-Modal ® installé dans ordinateur PC PENTIUM STRUCTURE Accéléromètres & amplificateurs de charge P-SYS-MODAL ® Filtre Lissajous Multiplieur

27 PRODERA - 200627 n 1 2 45° En résonance, on peut calculer le facteur damortissement comme suit : Si le facteur damortissement est de lordre de 10 -3 est de lordre de 10 -3 2 1 Pour connaître la valeur exacte de la 4ème décimale du facteur damortissement, les fréquences doivent être mesurées avec au moins 4 décimales. P-Sys-Modal ® offre une stabilité de fréquence de 10 -7 Grâce à P-Sys-Modal ®, on obtient la fréquence avec 4 décimales LIMPORTANCE DU GENERATEUR

28 PRODERA - 200628 Appropriation: Technique disolement dun mode par rapport aux autres basée sur le fait quen résonance, toutes les vitesses sont en phase ou en opposition de phase avec les forces dexcitation. Cette technique consiste à exciter la structure selon sa déformée modale, en jouant sur: Cette technique permet disoler tous les modes, de manière à calculer les paramètres modaux avec un niveau de précision élevé. le nombre de points dexcitation lamplitude des forces la position des points dexcitation LAPPROPRIATION En analyse modale expérimentale, il est critique de bien pouvoir discerner un mode, même sil est très proche / couplé avec dautres.

29 PRODERA - 200629 Excitation au moyen de deux forces en quadrature ou plus La résultante est une force constante qui tourne autour dun axe Utilisée pour des structures axisymétriques APPROPRIATION : ROTATION DES FORCES

30 PRODERA - 200630 Essai de linéarité Puissance complexe Analyse énergétique Force en quadrature Evolution des fréquences Décrément logarithmique Fonctions de réponse en fréquence Différentes méthodes mais un seul et même résultat METHODES IMPLEMENTEES

31 PRODERA - 200631 P-Flight-Modal ® P-Win-Modal ® Fichiers PRODERA Fichiers texte Fichiers UFF 15; 55; 58; 82; 151 P-Flutter-Monitoring ® Codes Eléments Finis I-DEAS, NASTRAN, ANSYS, CATIA,… INTERFACES AVEC DAUTRES LOGICIELS

32 PRODERA - 200632 Systèmes de suspension pour excitateurs Systèmes de calibration AUTRES PRODUITS POUR GVT Liaisons mécaniques

33 PRODERA - 200633 Système de suspension pneumatique utilisant les «jack points» de lavion SUSPENSIONS PNEUMATIQUES Système compact, facilement adaptable à la taille de lavion Fréquence de coupure environ 0,9 Hz Les suspensions peuvent être équipées dun capteur de force pour mesurer à chaque instant la masse totale Charges différentes selon le modèle, de quelques tonnes à des centaines de tonnes

34 PRODERA - 200634 Systèmes dacquisition et dexcitation multivoies Appareils dexcitation Appareils dacquisition STRUCTURE ELECTRONIQUE

35 PRODERA - 200635 Systèmes dacquisition et dexcitation multi-voies STRUCSIM-3D ® STRUCTURE ELECTRONIQUE

36 PRODERA - 200636 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 lessai STRUCTURE ELECTRONIQUE

37 PRODERA - 200637 P-Flight-Modal ® : logiciel composé des modules FLUTTER DLM AIC subsonique CPPM AIC supersonique FQTRE CFD Transsonique P-Flight-Modal ® utilise les résultats du GVT Lien direct avec P-Win-Modal ® FLUTTER DLMCPPM FQTRE P-Win-Modal ® Résultats GVT Distribution des pressions Prédiction de Flottement P-FLIGHT-MODAL ® Fonctionnement sous Linux

38 PRODERA - 200638 P-FLIGHT-MODAL ® NASTRAN test case HA145B AGARD SMP taileron

39 PRODERA - 200639 EXCITATEURS INERTIELS Systèmes électrodynamiques basés sur le mouvement dune masse oscillante Contrôle total des forces dexcitation. Appropriation Utilisent des amplificateurs à contre-réaction courant embarquables Différents modèles: EI 797: Vertical (450N)EI 799: Horizontal (450N)

40 PRODERA - 200640 Système dexcitation générant une impulsion calibrée Installation simple Ne modifie pas la structure de lavion Temps dessai très court IMPULSEURS PYROTECHNIQUES

41 PRODERA - 200641 IMPULSEURS PYROTECHNIQUES

42 PRODERA - 200642 Logiciel de calcul en temps quasi-réel de la fréquence et taux damortissement des modes lors des essais en vol Analyse par lissage des FRF Différents types dessais: Harmonique Impulseurs pyrotechniques « Free air turbulence » Toolbox MATLAB TM P-FLUTTER-MONITORING

43 PRODERA - 200643 Merci de votre attention …


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