Mesure de vibration de carrosserie avec Siemens

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Comprendre le mouvement d’une carrosserie de véhicule implique de relier les mesures de vibration aux surfaces qui les ont produites. Lors d’une campagne de mesure menée avec Siemens à Louvain, Ommatidia a utilisé un équipement de mesure optique portable pour capturer un véhicule Hyundai sous sept points de vue, puis réunir ces vues dans un modèle géométrique commun. L’ensemble de données complet, couvrant les sept vues, comprend 7 739 points de mesure de surface.

L’acquisition des données pour le modèle présenté a duré un peu plus d’une journée.

Les visualisations obtenues relient la réponse locale de surface à la géométrie globale du véhicule, offrant aux ingénieurs une vision spatiale des schémas de vibration qu’ils étudient.

Notre équipe s’est déplacée avec l’équipement pour réaliser les mesures directement sur le site d’essai, à l’aide de deux vibromètres laser à balayage Doppler Q2 et d’une référence SpeedSync. Cette approche permet d’apporter la mesure optique de vibration au véhicule, plutôt que d’exiger son déplacement vers une installation de mesure dédiée.

Pour un essai de prototype, le point de départ est la question d’ingénierie : quels panneaux sont concernés, quelles bandes de fréquence doivent être étudiées, et quel accès est disponible autour de la structure ? Ces choix déterminent les positions de visée et la couverture nécessaire.

Un seul point de vue ne peut pas couvrir toutes les surfaces d’un véhicule. Les mesures issues de différentes positions nécessitent donc une référence géométrique commune.

Des sphères de référence ont fourni des repères géométriques partagés pour aligner et assembler les différentes vues. Cela a permis de réunir les sept vues dans un système de coordonnées commun, reliant les mesures locales à la géométrie du véhicule et facilitant l’examen de la réponse spatiale sur l’ensemble des surfaces capturées.

Les sept vues de mesure couvrent les portières avant et arrière de chaque côté, la lunette arrière, le pare-brise et le toit.

La géométrie mesurée fournit les normales locales à la surface : les directions perpendiculaires à la surface en chaque point. Ces normales permettent de corriger la projection entre la ligne de visée du laser et le mouvement normal à la surface. Pour cet ensemble de données, la réponse selon la ligne de visée est divisée par le cosinus de l’angle d’incidence, puis exprimée selon la normale à la surface, en supposant un mouvement normal à celle-ci. Cela place la réponse corrigée dans le système de coordonnées commun du véhicule.

Lorsqu’une application nécessite une carte de vitesse triaxiale, les mesures d’une même zone de surface peuvent être combinées à partir d’au moins trois directions de visée indépendantes, avec des points correspondants, des références de phase cohérentes et une géométrie de visée adaptée. Cette capacité étend le flux de travail à la reconstruction de vitesse à trois composantes. Les animations du véhicule présentées ici utilisent le flux de travail basé sur la normale à la surface.

L’ensemble des données est exporté au format Universal File Format (UFF), associant en un seul fichier autonome la géométrie des points mesurés et leurs réponses vibratoires. Préparé pour une importation directe dans Simcenter Testlab, cet export préserve l’association entre chaque point de surface, sa réponse et la référence commune. Comme la géométrie des points mesurés est transmise avec les réponses, cet export évite une importation distincte du modèle de pièce ainsi qu’une association manuelle point-réponse pour cette géométrie. Conserver ces informations ensemble permet de gagner du temps de préparation des données avant l’analyse modale, afin que les ingénieurs puissent se concentrer sur la réponse structurelle.

La vidéo passe de la configuration de mesure à deux visualisations de réponse préliminaires, à 98,6 Hz et 176,9 Hz.

À ces fréquences, les animations révèlent des schémas spatiaux différents sur les surfaces du véhicule capturées. Observer ces schémas sur la géométrie aide les ingénieurs à déterminer quelles régions se déplacent ensemble et où la réponse évolue sur un panneau ou entre différentes régions.

La lecture facilite l’observation du mouvement spatial ; sa vitesse et sa déformation sont illustratives, et ne représentent pas un temps physique ou un déplacement calibré.

La réponse du canal optique sélectionné ci-dessous relie la vibration à la tension d’excitation enregistrée. Son amplitude H1 est exprimée en (mm/s)/V, apportant un contexte de réponse fréquentielle en complément des visualisations spatiales.

Dans le cadre d’un travail sur le bruit, les vibrations et la rugosité acoustique (NVH) en automobile, une carte de réponse spatiale peut aider à formuler la prochaine question d’ingénierie : quelle région doit être examinée de plus près, quelle plage de fréquence mérite une attention particulière, et quelles mesures de référence ou analyses sont nécessaires ensuite ?

La même approche de planification peut être utilisée pour cadrer des mesures optiques de vibration sur d’autres prototypes et structures. Commencez par définir la cible, la question et le résultat attendu par votre équipe d’ingénierie, puis définissez ensemble la couverture optique et l’analyse à mener.

Découvrez la configuration de mesure, l’assemblage multi-vues, les visualisations de réponse et le flux de travail d’export dans la note d’application. Remplissez le formulaire de téléchargement pour la recevoir.

Vous avez un prototype de véhicule, un panneau ou une structure dont vous devez comprendre les vibrations ? Contactez sales@ommatidia.tech en indiquant la pièce ou le véhicule à mesurer, la plage de fréquence d’intérêt et la question à laquelle vous devez répondre. Nous pourrons discuter de la couverture de mesure, de l’accès au site et des résultats attendus pour votre essai.

Campagne de mesure, recalage géométrique et préparation des données assemblées : Ommatidia, en collaboration avec l’équipe Siemens de Louvain.

Analyse modale préliminaire et visualisations de réponse à 98,6377 Hz et 176,8765 Hz : Simone Manzato et l’équipe Siemens Digital Industries Software.