Vibrateurs
DEFINITION
Un vibrateur est un générateur de vibrations (voir Larousse). Le terme courant est "pot vibrant". Certains parlent de "vibreur".
Les anglo-saxons utilisent "shaker" et "exciter".
PRINCIPALES TECHNOLOGIES
Systèmes ELECTRO-MECANIQUES
Sont aussi appelés vibrateurs électriques.
L'excitation est provoquée par une masse tournante excentrée : la force tournante à la fréquence de rotation fait vibrer l'objet suivant deux degrés de liberté. En fait, il y a deux masses tournantes, disposées symétriquement de part et d'autre du moteur. En combinant deux rotors excentrés synchrones et tournant en sens inverse, on obtient une vibration résultante linéaire, à condition que tout soit centré.
La vibration ne peut être que sinusoïdale, le déplacement est constant et la fréquence est forcément limitée (100 Hz maximum en pratique)
Applications : Test d'emballages, tassement de matériaux etc
Systèmes ELECTRO-HYDRAULIQUES
C'est une technologie très répandue basée sur des vérins hydrauliques.
Il est possible de générer des forces très importantes et des débattements considérables.
Ces moyens d'essais sont limités en pratique aux fréquences inférieures à 1000 Hz
Applications : excitation de gros spécimens : véhicules, maquettes de bâtiments, essais d'amortisseurs etc.
Vérins ELECTRIQUES
Technologie utilisée pour de grands débattements à basse fréquence.
Une configuration en héxapode permet d'exciter les 6 degrés de liberté.
Applications : simulateurs de véhicules
Systèmes PIEZO-ELECTRIQUES
Utilisent l'effet piézo-électrique Une tension variable de plusieurs centaines de volts est appliquée à une céramique piézo-électrique, ce qui provoque une contraction du cristal et donc une force. Fonctionnent en haute fréquence (typiquement 1 à 20 kHz et +). Pour l'analyse de structure, il existe des modèles « inertiels » qui se fixent à la structure et peuvent intégrer un capteur de force et un accéléromètre. La force est limitée en général à quelques centaines de newtons.
Applications : excitation de structure et étalonnage de capteurs en haute fréquence
Systèmes ELECTRO-DYNAMIQUES
C'est la technologie la plus employée pour les essais en vibrations.
La force est générée sur une bobine parcourue par un courant variable et plongée dans un champ magnétique.
Les forces vont de quelques N à plusieurs centaines de kN.
Le fonctionnement et les caractéristiques de ces équipements sont détaillés dans les pages suivantes.
Applications : les plus larges, de l'étalonnage de capteurs miniatures au test de satellite complet
Synthèse
Ce graphique montre les domaines d'utilisation des différentes technologies de vibrateurs.
La force générée figure en ordonnée et l'échelle des fréquences en abscisse.