Compléments techniques: L’amortissement à bande étroite par atténuateurs de vibrations pré-accordés

La première explication de la supériorité des tables de la série M-RS est l’utilisation d’atténuateurs de vibrations pré-accordés pour assurer un amortissement à bande étroite. Souvent appelés “ amortisseurs pré-accordés ”, ces dispositifs éliminent sélectivement un mode fondamental de la structure de la table, ainsi que ses harmoniques. Plusieurs de ces amortisseurs peuvent être installés pour éliminer les modes multiples ainsi que les harmoniques. Cet amortissement spécifique constitue la méthode la plus efficace pour réduire le mouvement relatif entre les éléments montés sur une table.

Amortisseurs “ pré-accordés ” à bande étroite et amortisseurs “ secs ” à large bande

Dans l’amortissement pré-accordé, on utilise des atténuateurs de vibrations sélectionnés individuellement pour éliminer à la fois un mode donné et ses harmoniques sur une vaste plage de fréquences. D’un autre côté, l’amortissement “ sec ” se fait avec un dispositif unique destiné à absorber sans discrimination un certain niveau de vibration sur tout le spectre. Utiliser un “ amortisseur sec ” unique revient moins cher que des “ amortisseurs pré-accordés ” spécifiquement choisis, mais n’est pas aussi efficace pour réduire l’amplitude des modes de résonance. C’est surtout vrai dans le cas des résonances à faible fréquence que l’on rencontre sur les grandes tables, pour lesquelles les matériels à large bande ne sont pas très efficaces. Par contre, nous stockons des amortisseurs pré-accordés pour grandes tables jusqu’à 20 Hz. Pour les tables plus petites, des amortisseurs jusqu’à 480 Hz sont également en stock. La figure 1 compare les effets typiques de l’amortissement à bande étroite et à large bande sur un mode donné.

Notre amortissement pré-accordé

Amortissement à large bande

L’autre problème des amortisseurs secs est leur poids. Comme ces dispositifs ne sont pas sélectifs, ils doivent être très lourds pour être efficaces. Malheureusement, ce poids supplémentaire est placé aux extrémités de la table, ce qui peut affecter gravement la flexion. Le poids des extrémités et les faibles performances en flexion augmentent fortement les mouvements relatifs perturbateurs au centre de la table, où l’on installe généralement la plupart des expériences. Nos amortisseurs pré-accordés sont bien plus légers et sont répartis pour avoir un impact minimal de leur masse sur les modes fondamentaux de la table.
Enfin, les méthodes d’“ amortissement sec ” utilisent des colles précontraintes. Bien que les colles industrielles se soient améliorées, un décollement est toujours possible, surtout si les plaques de contrainte ne sont pas correctement nettoyées avant le montage, ou ne sont pas planes. Les propriétés mécaniques de la couche précontrainte peuvent varier dans le temps, ce qui aboutira à une dégradation de l’effet d’amortissement. Nos “ amortisseurs pré-accordés ” utilisent une construction extrêmement robuste et entièrement soudée. Le fluide visqueux à faible pression de vapeur est hermétiquement enfermé dans les amortisseurs et ne peut pas se dégrader avec le temps.

Contrairement à certains concurrents qui se contentent de proposer plusieurs plateaux de table et utilisent des concepts obscurs tels que l’amortissement “ nominal ”, nos tables peuvent être pré-accordées pour donner des centaines de configurations, en fonction de la géométrie de la table et des nécessités de l’expérimentation. La plupart de ces configurations se retrouvent dans les quatre grandes gammes : M-RS4000, M-RS3000, M-RS2000 et M-RS1000. Cependant, des tables pré-accordées sur mesure sont disponibles pour répondre à des besoins spéciaux en termes de géométrie ou de charge.

Comment est “ accordée ” une table de la série M-RS

Chacune des tables de la série M-RS est accordée par un ingénieur spécialisé dans les vibrations et l’analyse. Il commence par réaliser une modélisation en éléments finis, ce qui permet d’estimer les modes structurels, les amortisseurs qu’il conviendrait d’ajouter et l’endroit où les placer. La table est alors construite en prévoyant l’installation des amortisseurs. Après sa construction, la table est testée à l’aide de techniques d’analyse modale pour déterminer expérimentalement les modes réels et pour vérifier la précision du modèle théorique. Des tables de tailles différentes présentent des modes fondamentaux différents. Même de taille voisine, deux tables peuvent être radicalement différentes. Telle est la principale raison pour laquelle vouloir utiliser un seul type d’amortisseur pour toute une gamme n’est pas un bon choix.
Par exemple, la série M-RPR est l’équivalent mécanique de la série M-RS, mais sans les amortisseurs pré-accordés. La table M-RPR-38-8 (largeur de 900 mm, longueur de 2400 mm, épaisseur de 203 mm) présente un mode fondamental de flexion à 223 Hz. Le meilleur emplacement pour que l’amortisseur absorbe le mode de flexion est à chacune des extrémités de la table. Par opposition, la table M-RPR-48-8 (largeur de 1200mm) présente un mode fondamental de torsion à 217 Hz. Le meilleur emplacement des amortisseurs, pour absorber le mode de torsion, est situé aux coins de la table. La figure 3 présente les modèles en éléments finis de ces deux tables.

L’exemple ci-dessus illustre le principe utilisé pour déterminer le type d’amortisseur et les points de montage afin d’éliminer le mode fondamental. Une fois que les amortisseurs sont installés pour atténuer ce mode, la table M-RPR devient une RS1000. Pour la production d’une table M-RS2000, le processus est répété afin d’éliminer le second mode majeur. De la même manière, les opérations sont réitérées pour les tables M-RS3000 et M-RS4000.

Amortissement spécifique

Les méthodes d’amortissement pré-accordé que nous appliquons permettent d’adapter la construction de la table en fonction d’applications spécifiques.
Tables couplées : Lorsque plusieurs tables sont couplées pour former des structures monolithiques complexes, elles peuvent présenter des modes fondamentaux de fréquence très basse. Pour réaliser ces structures, nous assemblons les tables dans leur configuration finale et les accordons de cette manière. Les méthodes à large bande sont très inefficaces dans le cas de telles structures complexes à basses fréquences.
Charges élevées : La charge ne joue pas sur l’amortissement pré-accordé tant qu’elle ne dépasse pas 25 % du poids de la table. Par exemple, une table M-RS4000-48-12 pèse plus de 500 kg ; dès lors que la charge dépasse 125 kg, l’amortisseur pré-accordé perd de son efficacité. Dans ce cas, nous simulons la charge et sa position puis accordons spécifiquement la table en fonction des besoins.
Formes spéciales : Les tables de formes spéciales, avec des découpes, des niveaux multiples, etc. sont modélisées et accordées en suivant les méthodes décrites ci-dessus.

Avantages des amortisseurs à bande étroite pré-accordés

• Éliminent le mode fondamental de résonance
• Offrent une meilleure absorption des vibrations aux basses fréquences
• Poids léger, donc pas de charge supplémentaire pour la table
• Le fluide d’amortissement, hermétiquement clos, n’évolue pas avec le temps

Problèmes des “ amortisseurs secs ”

• Moins efficaces dans la réduction des amplitudes des vibrations
• Peu adéquats pour les grandes tables (modes de très basse fréquence)
• Poids élevé, donc réduction des performances de la table
• Les élastomères peuvent se dégrader avec le temps

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