SYSTEMES PRODERA POUR L’ANALYSE MODALE

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1 SYSTEMES PRODERA POUR L’ANALYSE MODALE
Présentation Français Prodera SYSTEMES PRODERA POUR L’ANALYSE MODALE Présentation français 23 Février 2006

2 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… PRODERA

3 23 02 2006 - Présentation Français
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 Systèmes sur mesure PRODERA Présentation français 23 Février 2006

4 23 02 2006 - Présentation Français
PRODERA ESSAIS EN VOL Vérification du domaine de vol Domaine de vol PREDICTION DE FLOTTEMENT Simulation du phénomène Validation du domaine de vol Résultats GVT Essai de vibrations au sol Modes réels Prototype SIMULATION Modes théoriques Optimisation du modèle PRODERA Présentation français 23 Février 2006

5 ESSAIS DE VIBRATION AU SOL
Présentation Français ESSAIS DE VIBRATION AU SOL Amplificateurs de puissance Excitateurs électrodynamiques Accéléromètres et amplificateurs de charge P-Sys-Modal ® Systèmes de suspension Autres … PRODERA Présentation français 23 Février 2006

6 ESSAIS DE VIBRATION EN VOL
Présentation Français 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 PRODERA Présentation français 23 Février 2006

7 23 02 2006 - Présentation Français
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, … PRODERA Présentation français 23 Février 2006

8 Photo Copyright AIRBUS
AIRBUS A Excitateurs EX 520 C50 utilisés lors de l’essai de vibration au sol de l’AIRBUS A réalisé par une équipe conjointe ONERA-DLR (meneur de projet : ONERA) Photo Copyright AIRBUS PRODERA

9 AIRBUS A 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 PRODERA

10 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 PRODERA

11 Système d’excitation biaxe – Photo Copyright AIRBUS
PRODERA

12 AERMACCHI M-346 Essai de vibration au sol de l’Aermacchi M-346 Photo Copyright Aermacchi PRODERA

13 AERO VODOCHODY L-159 PRODERA - 2006
Essai de vibration au sol sur l’avion AERO Vodochody L-159 équipé de charges externes, essai réalisé par VZLU Photo Copyright VZLU PRODERA

14 Système d’excitation multipoint complexe
VZLU Système d’excitation multipoint complexe Photo Copyright VZLU PRODERA

15 SNECMA PRODERA - 2006 Essai d’un composant de moteur
Photo Copyright SNECMA PRODERA

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

17 INTESPACE PRODERA - 2006 Essai du satellite SILEX
Photo Copyright Intespace PRODERA

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

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

20 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) PRODERA

21 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 PRODERA

22 (valeur crête) (N/lbf)
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 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 Sans membranes 4 à 8 / 0,89 à 1,79 2 à 2,5 / 0,44 à 0,56 EX 12 10 / 2,24 5 / 1,12 ± 5 / ± 0,19 30 / 0,06 EX 24 20 / 4,49 5 / 1,12 61 / 0,13 EX Sans membranes 20 / 4,29 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 / ± 0,39 195 / 0,42 EX 320 C Sans membranes 350 / 78,68 17,5 / 3,93 ± 25 / ± 0,98 N/A EX 520 C Sans membranes 550 / 123,64 27,5 / 6,18 680 / 1,49 EX 1060 A 1.200 / 224,8 ± 12,5 / ± 0,49 1.000 / 2,20 EX 2060A 2.040 / 449,6 34 / 7,64 EX 5080 A / 1.124 63 / 14,16 ± 20 / ± 0,78 5.300 / 11,68 PRODERA

23 AMPLIFICATEURS A CONTRE-REACTION COURANT POUR L’ANALYSE MODALE
Soit Z l’impédance de sortie de l’amplificateur Rcoil Rfeedback Io Vi Du fait de l’architecture de l’amplificateur 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 PRODERA

24 PUISSANCE DE SORTIE RMS (W)
AMPLIFICATEURS A CONTRE-REACTION COURANT POUR L’ANALYSE MODALE AMPLIFICATEUR PUISSANCE DE SORTIE RMS (W) COURANT MAXIMUM (Acrête) TENSION MAXIMUM (Vcrête) SIGNAL ENTREE A 732 30 ± 2 ± 30 ± 5 60 ± 4 A 735 120 ± 8 A 648 / A 648 S 400 ± 20 ± 40 A 649 800 A 649 HV ± 80 A 651 S1 1.200 ± 60 A 651 S2 2.400 A 709 4.000 ± 100 PRODERA

25 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 PRODERA

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

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

28 23 02 2006 - Présentation Français
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. PRODERA Présentation français 23 Février 2006

29 23 02 2006 - Présentation Français
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 PRODERA Présentation français 23 Février 2006

30 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 PRODERA

31 23 02 2006 - Présentation Français
INTERFACES AVEC D’AUTRES LOGICIELS P-Win-Modal® Fichiers UFF 15; 55; 58; 82; 151 Fichiers PRODERA Fichiers texte P-Flight-Modal® P-Flutter-Monitoring® Codes Eléments Finis I-DEAS, NASTRAN, ANSYS, CATIA,… PRODERA Présentation français 23 Février 2006

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

33 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 PRODERA

34 STRUCTURE ELECTRONIQUE
Systèmes d’acquisition et d’excitation multivoies Appareils d’acquisition Appareils d’excitation PRODERA

35 STRUCTURE ELECTRONIQUE
Systèmes d’acquisition et d’excitation multi-voies STRUCSIM-3D® PRODERA

36 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 PRODERA

37 23 02 2006 - Présentation Français
P-FLIGHT-MODAL® P-Flight-Modal® : logiciel composé des modules P-Win-Modal® “FLUTTER” Résultats GVT DLM AIC subsonique FLUTTER FQTRE CPPM AIC supersonique DLM CPPM “FQTRE” CFD Transsonique P-Flight-Modal® utilise les résultats du GVT Lien direct avec P-Win-Modal® Prédiction de Flottement Distribution des pressions Fonctionnement sous Linux PRODERA Présentation français 23 Février 2006

38 23 02 2006 - Présentation Français
P-FLIGHT-MODAL® NASTRAN test case HA145B AGARD SMP taileron PRODERA Présentation français 23 Février 2006

39 23 02 2006 - Présentation Français
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) EI 799: Horizontal (450N) PRODERA Présentation français 23 Février 2006

40 23 02 2006 - Présentation Français
IMPULSEURS PYROTECHNIQUES Système d’excitation générant une impulsion calibrée Installation simple Ne modifie pas la structure de l’avion Temps d’essai très court PRODERA Présentation français 23 Février 2006

41 IMPULSEURS PYROTECHNIQUES
Présentation Français IMPULSEURS PYROTECHNIQUES PRODERA Présentation français 23 Février 2006

42 23 02 2006 - Présentation Français
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 PRODERA Présentation français 23 Février 2006

43 23 02 2006 - Présentation Français
Merci de votre attention … PRODERA Présentation français 23 Février 2006