{"id":19207,"date":"2023-05-18T11:45:49","date_gmt":"2023-05-18T16:45:49","guid":{"rendered":"https:\/\/carbide.audio\/mesures\/utilisation-delastomeres-a-faible-facteur-de-forme\/"},"modified":"2025-05-09T11:33:01","modified_gmt":"2025-05-09T16:33:01","slug":"utilisation-delastomeres-a-faible-facteur-de-forme","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/carbide.audio\/fr\/mesures\/utilisation-delastomeres-a-faible-facteur-de-forme\/","title":{"rendered":"Utilisation d’\u00e9lastom\u00e8res \u00e0 faible facteur de forme"},"content":{"rendered":"

[vc_row css_animation=\u00a0\u00bb\u00a0\u00bb row_type=\u00a0\u00bbrow\u00a0\u00bb use_row_as_full_screen_section=\u00a0\u00bbno\u00a0\u00bb type=\u00a0\u00bbfull_width\u00a0\u00bb angled_section=\u00a0\u00bbno\u00a0\u00bb text_align=\u00a0\u00bbleft\u00a0\u00bb background_image_as_pattern=\u00a0\u00bbwithout_pattern\u00a0\u00bb][vc_column el_class=\u00a0\u00bblower-angle-polygon\u00a0\u00bb][vc_raw_html css=\u00a0\u00bb\u00a0\u00bb]PHN2ZyB2aWV3Ym94PSIwIDAgMTAwIDYiIGNsYXNzPSJzbW9vdGgtYWxsIiBzdHlsZT0iIj4KICAgICAgICAgICAgPHBvbHlnb24gcG9pbnRzPSIwLDUgMCwwIDEwMCwwIDEwMCw0IDY5LDEuNSIgc3R5bGU9ImZpbGw6ICM0MTQxNDE4ZjsiLz4KICAgICAgICAgICAgPHBvbHlnb24gcG9pbnRzPSIwLDMgMCwwIDEwMCwwIDEwMCwyIDcwLDEiIHN0eWxlPSJmaWxsOiAjNDE0MTQxOyIvPiAgCjwvc3ZnPg==[\/vc_raw_html][\/vc_column][\/vc_row][vc_row css_animation=\u00a0\u00bb\u00a0\u00bb row_type=\u00a0\u00bbrow\u00a0\u00bb use_row_as_full_screen_section=\u00a0\u00bbno\u00a0\u00bb type=\u00a0\u00bbfull_width\u00a0\u00bb angled_section=\u00a0\u00bbno\u00a0\u00bb text_align=\u00a0\u00bbleft\u00a0\u00bb background_image_as_pattern=\u00a0\u00bbwithout_pattern\u00a0\u00bb el_class=\u00a0\u00bbmain-row\u00a0\u00bb z_index=\u00a0\u00bb\u00a0\u00bb css=\u00a0\u00bb.vc_custom_1746750096216{padding-top: 120px !important;}\u00a0\u00bb][vc_column width=\u00a0\u00bb1\/6″][\/vc_column][vc_column width=\u00a0\u00bb2\/3″ el_class=\u00a0\u00bbcenter-column\u00a0\u00bb][vc_column_text]<\/p>\n

Utilisation d’\u00e9lastom\u00e8res \u00e0 faible facteur de forme<\/h1>\n

 <\/p>\n

Les polym\u00e8res ou \u00e9lastom\u00e8res visco\u00e9lastiques sont largement utilis\u00e9s dans les applications de contr\u00f4le des vibrations en raison de leur capacit\u00e9 d’amortissement \u00e9lev\u00e9e. Les \u00e9lastom\u00e8res peuvent \u00e9galement isoler efficacement les vibrations \u00e0 basse fr\u00e9quence en \u00e9tant form\u00e9s dans certaines formes. Le facteur de forme est le terme technique utilis\u00e9 pour quantifier les performances d’isolation d’une forme d’\u00e9lastom\u00e8re donn\u00e9e. Il en r\u00e9sulte que plus le facteur de forme est faible, plus la fr\u00e9quence de r\u00e9sonance potentielle est basse. Une faible fr\u00e9quence de r\u00e9sonance se traduit g\u00e9n\u00e9ralement par une large bande passante d’isolation des vibrations. Ceci est d\u00fb \u00e0 l’isolation des fr\u00e9quences de vibration sup\u00e9rieures \u00e0 la fr\u00e9quence de r\u00e9sonance. <\/p>\n

 <\/p>\n

Pour les formes les plus courantes, le facteur de forme est g\u00e9n\u00e9ralement d\u00e9fini comme suit :[\/vc_column_text][vc_column_text el_class=\u00a0\u00bbformula\u00a0\u00bb]<\/p>\n

\n
Facteur de forme =<\/div>\n
\n
Surface moyenne charg\u00e9e<\/div>\n
Surface bomb\u00e9e<\/div>\n<\/div>\n<\/blockquote>\n

[\/vc_column_text][vc_column_text el_class=\u00a0\u00bbsection-row\u00a0\u00bb]La surface moyenne charg\u00e9e est la moyenne des surfaces sup\u00e9rieure et inf\u00e9rieure supportant la charge utile. La surface de renflement est la surface libre de renflement perpendiculairement \u00e0 la charge. <\/p>\n

 <\/p>\n

La stabilit\u00e9 d’un \u00e9lastom\u00e8re peut \u00eatre compromise en dessous d’un certain facteur de forme, lorsque le mat\u00e9riau devient de plus en plus haut et \u00e9troit. Certains fabricants d’\u00e9lastom\u00e8res recommandent de ne pas d\u00e9passer un facteur de forme de 0,3 afin d’\u00e9viter le flambage, qui peut faire basculer l’\u00e9quipement support\u00e9. <\/p>\n

 <\/p>\n

Lors de la conception de l’\u00e9lastom\u00e8re ViscoRing\u2122<\/a> l’\u00e9lastom\u00e8re utilis\u00e9 dans les Carbide Base<\/em><\/a> les semelles, un facteur de forme de 0,17 a \u00e9t\u00e9 pr\u00e9vu. Ce choix a \u00e9t\u00e9 fait afin de pousser la fr\u00e9quence de r\u00e9sonance suffisamment bas pour que les fr\u00e9quences audibles les plus basses puissent \u00eatre isol\u00e9es efficacement.[\/vc_column_text][vc_column_text el_class=\u00a0\u00bbsection-row\u00a0\u00bb]<\/p>\n

Am\u00e9liorer la stabilit\u00e9<\/h2>\n

Une exp\u00e9rience a \u00e9t\u00e9 men\u00e9e pour tester la capacit\u00e9 du site ViscoRing\u2122 \u00e0 supporter verticalement une charge et \u00e0 \u00e9viter le flambage. L’exp\u00e9rience consistait \u00e0 appliquer progressivement un poids et \u00e0 mesurer la d\u00e9formation verticale du mat\u00e9riau. Des poids ont \u00e9t\u00e9 appliqu\u00e9s sur le Medium ViscoRing\u2122 par incr\u00e9ments de 1,13 kg (2,5 lbs) dans un environnement \u00e0 temp\u00e9rature ambiante. La distance de d\u00e9formation verticale a \u00e9t\u00e9 trac\u00e9e sous la forme de la courbe contrainte-d\u00e9formation illustr\u00e9e. L’axe des y repr\u00e9sente la contrainte ou le poids appliqu\u00e9, et l’axe des x repr\u00e9sente la d\u00e9formation verticale caus\u00e9e par l’application du poids.[\/vc_column_text][vc_row_inner row_type=\u00a0\u00bbrow\u00a0\u00bb type=\u00a0\u00bbfull_width\u00a0\u00bb text_align=\u00a0\u00bbleft\u00a0\u00bb css_animation=\u00a0\u00bb\u00a0\u00bb el_class=\u00a0\u00bbsection-row\u00a0\u00bb][vc_column_inner offset=\u00a0\u00bbvc_col-lg-6 vc_col-md-6 vc_col-xs-12″][vc_single_image image=\u00a0\u00bb13306″ img_size=\u00a0\u00bbfull\u00a0\u00bb alignment=\u00a0\u00bbcenter\u00a0\u00bb qode_css_animation=\u00a0\u00bb\u00a0\u00bb el_class=\u00a0\u00bbimg-1000″][\/vc_column_inner][vc_column_inner offset=\u00a0\u00bbvc_col-lg-6 vc_col-md-6 vc_col-xs-12″][vc_single_image image=\u00a0\u00bb13316″ img_size=\u00a0\u00bbfull\u00a0\u00bb alignment=\u00a0\u00bbcenter\u00a0\u00bb qode_css_animation=\u00a0\u00bb\u00a0\u00bb el_class=\u00a0\u00bbimg-1000″][\/vc_column_inner][\/vc_row_inner][vc_column_text el_class=\u00a0\u00bbsection-row\u00a0\u00bb]La courbe rouge<\/span> montre le site ViscoRing\u2122 seul, sans bo\u00eetier. On peut voir que peu apr\u00e8s l’application initiale du poids, le mat\u00e9riau a commenc\u00e9 \u00e0 se d\u00e9former et \u00e0 se d\u00e9former consid\u00e9rablement sous la charge. Le mat\u00e9riau n’a pas r\u00e9ussi \u00e0 supporter la moindre masse, ce qui \u00e9tait pr\u00e9visible compte tenu du facteur de forme extr\u00eamement faible.<\/p>\n

 <\/p>\n

Pour am\u00e9liorer la stabilit\u00e9 du site ViscoRing\u2122, un logement a \u00e9t\u00e9 con\u00e7u dans la partie sup\u00e9rieure du pied de page, comme le montre le graphique simplifi\u00e9 ci-dessus. Carbide Base<\/em> comme le montre le graphique simplifi\u00e9 ci-dessus. Des cr\u00eates ont \u00e9t\u00e9 ajout\u00e9es \u00e0 intervalles espac\u00e9s sur le p\u00e9rim\u00e8tre du site ViscoRing\u2122 afin de le renforcer et d’\u00e9viter qu’il ne se d\u00e9forme. Les cr\u00eates ont \u00e9t\u00e9 espac\u00e9es \u00e0 des distances variables de l’ext\u00e9rieur du site ViscoRing\u2122. Cela permet de lib\u00e9rer une surface importante pour le renflement vers l’ext\u00e9rieur, pr\u00e9servant ainsi une grande partie de l’avantage en termes de performances du faible facteur de forme.<\/p>\n

 <\/p>\n

Au fur et \u00e0 mesure que le site ViscoRing\u2122 se gonfle vers l’ext\u00e9rieur, un pourcentage de plus en plus important de la surface de gonflement entre en contact avec les cr\u00eates inclin\u00e9es. Cette augmentation du facteur de forme avec l’augmentation de la masse de la charge utile a permis d’obtenir une fr\u00e9quence de r\u00e9sonance plus coh\u00e9rente sur une plus large gamme de masses de la charge utile. En d’autres termes, la performance d’isolation du Carbide Base<\/em> est devenue plus constante pour diff\u00e9rents poids de charge utile gr\u00e2ce \u00e0 cette conception \u00e0 facteur de forme progressif. <\/p>\n

 <\/p>\n

La courbe bleue<\/span> montre le m\u00eame ViscoRing\u2122 plac\u00e9 dans le bo\u00eetier de la partie sup\u00e9rieure du Carbide Base<\/em> pied de page. Une augmentation relativement lin\u00e9aire de la d\u00e9formation verticale avec l’application d’un poids a \u00e9t\u00e9 observ\u00e9e. Le mat\u00e9riau ne se d\u00e9formait pas comme pr\u00e9vu. La rigidit\u00e9 du mat\u00e9riau finit par augmenter progressivement avec l’augmentation de la contrainte, \u00e0 mesure qu’une plus grande partie de la surface non charg\u00e9e est contrevent\u00e9e. Cela a augment\u00e9 de mani\u00e8re souhaitable la capacit\u00e9 de support du poids maximal du mat\u00e9riau.<\/p>\n

 <\/p>\n

Les \u00e9lastom\u00e8res ne peuvent pas \u00eatre comprim\u00e9s dans un volume plus petit. Par cons\u00e9quent, les \u00e9lastom\u00e8res doivent pouvoir \u00eatre bomb\u00e9s vers l’ext\u00e9rieur afin de se d\u00e9former sous une charge. Le site ViscoRing\u2122, contrevent\u00e9 de mani\u00e8re s\u00e9lective, n’a pas montr\u00e9 d’augmentation soudaine de la pente ou de la rigidit\u00e9, comme cela aurait \u00e9t\u00e9 le cas si le mat\u00e9riau avait \u00e9t\u00e9 emp\u00each\u00e9 de continuer \u00e0 se gonfler. Une faible rigidit\u00e9 ou un faible taux de ressort est important pour obtenir une faible fr\u00e9quence de r\u00e9sonance avec un syst\u00e8me de masse-ressort comme celui-ci.[\/vc_column_text][vc_column_text]<\/p>\n

Am\u00e9liorer l’isolation horizontale<\/h2>\n

Apr\u00e8s avoir r\u00e9ussi \u00e0 utiliser un \u00e9lastom\u00e8re \u00e0 faible facteur de forme pour l’isolation verticale, on souhaitait obtenir des avantages similaires pour l’isolation horizontale. Des \u00e9lastom\u00e8res \u00e0 faible facteur de forme orient\u00e9s horizontalement et des roulements \u00e0 billes ont \u00e9t\u00e9 incorpor\u00e9s pour am\u00e9liorer encore les performances d’isolation horizontale. <\/p>\n

 <\/p>\n

L’utilisation de roulements \u00e0 billes pour assurer une isolation horizontale est un concept bien connu. De nombreux mod\u00e8les intercalent des roulements \u00e0 billes entre des chemins de roulement incurv\u00e9s[1]<\/a>. <\/p>\n

 <\/p>\n

La conception \u00e9labor\u00e9e pour la partie inf\u00e9rieure des Carbide Base<\/em> \u00e9tait diff\u00e9rente, les chemins de roulement \u00e9tant plats plut\u00f4t que courbes. Les \u00e9lastom\u00e8res orient\u00e9s horizontalement agissent comme des ressorts hautement amortis qui maintiennent le dispositif centr\u00e9 en r\u00e9ponse aux vibrations. Afin de minimiser la d\u00e9formation et la r\u00e9sistance au roulement, la zircone a \u00e9t\u00e9 choisie pour les roulements et l’acier \u00e0 ressort tremp\u00e9 et poli pour les chemins de roulement.[\/vc_column_text][vc_single_image image=\u00a0\u00bb13370″ img_size=\u00a0\u00bbfull\u00a0\u00bb alignment=\u00a0\u00bbcenter\u00a0\u00bb qode_css_animation=\u00a0\u00bb\u00a0\u00bb el_class=\u00a0\u00bbimg-800 section-row\u00a0\u00bb][vc_row_inner row_type=\u00a0\u00bbrow\u00a0\u00bb type=\u00a0\u00bbfull_width\u00a0\u00bb text_align=\u00a0\u00bbleft\u00a0\u00bb css_animation=\u00a0\u00bb\u00a0\u00bb el_class=\u00a0\u00bbsection-row\u00a0\u00bb][vc_column_inner offset=\u00a0\u00bbvc_col-lg-3 vc_col-md-3 vc_col-xs-12″][vc_single_image image=\u00a0\u00bb13336″ img_size=\u00a0\u00bbfull\u00a0\u00bb alignment=\u00a0\u00bbcenter\u00a0\u00bb onclick=\u00a0\u00bblink_image\u00a0\u00bb qode_css_animation=\u00a0\u00bb\u00a0\u00bb el_class=\u00a0\u00bbimg-borders\u00a0\u00bb][vc_column_text]<\/p>\n

Essais de vibrations<\/h3>\n

[\/vc_column_text][\/vc_column_inner][vc_column_inner offset=\u00a0\u00bbvc_col-lg-9 vc_col-md-9 vc_col-xs-12″][vc_column_text]<\/p>\n

Mesure de l’isolation horizontale<\/h2>\n

Pour \u00e9valuer l’am\u00e9lioration de l’isolation horizontale, une autre exp\u00e9rience a \u00e9t\u00e9 men\u00e9e. L’objectif de l’exp\u00e9rience \u00e9tait de quantifier l’am\u00e9lioration que l’ajout des roulements \u00e0 billes et des \u00e9lastom\u00e8res orient\u00e9s horizontalement apportait \u00e0 l’isolation horizontale. <\/p>\n

 <\/p>\n

Une table de vibration \u00e9lectromagn\u00e9tique a \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9e pour g\u00e9n\u00e9rer des vibrations pour l’exp\u00e9rience. La table \u00e9tait command\u00e9e num\u00e9riquement par un \u00e9cran tactile et des cadrans reli\u00e9s \u00e0 des variateurs de fr\u00e9quence (VFD). Ceux-ci ont \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9s pour moduler avec pr\u00e9cision l’amplitude et la fr\u00e9quence de vibration de la surface de la table. <\/p>\n

 <\/p>\n

Quatre Carbide Base<\/em> Des semelles de quatre pieds avec Medium ViscoRings\u2122 ont \u00e9t\u00e9 plac\u00e9es sur la table de vibration. Une plaque d’aluminium lest\u00e9e d’une masse totale d’environ 45 kg (100 lbs) a ensuite \u00e9t\u00e9 boulonn\u00e9e sur le dessus des semelles. Deux capteurs acc\u00e9l\u00e9rom\u00e8tres ACH-01 de Measurement Specialties ont \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9s pour mesurer les vibrations. Le premier capteur a \u00e9t\u00e9 fix\u00e9 avec du ruban adh\u00e9sif double face sur le bord avant de la table de vibration. Le deuxi\u00e8me capteur a \u00e9t\u00e9 fix\u00e9 de la m\u00eame mani\u00e8re au bord avant de la plaque d’aluminium. La sortie des deux capteurs a \u00e9t\u00e9 enregistr\u00e9e pour d\u00e9terminer l’acc\u00e9l\u00e9ration subie par la table et la plaque d’aluminium.[\/vc_column_text][\/vc_column_inner][\/vc_row_inner][vc_column_text el_class=\u00a0\u00bbsection-row\u00a0\u00bb]<\/p>\n

Graphique de l’isolement horizontal<\/h3>\n

La fr\u00e9quence de vibration avant et arri\u00e8re (axe Y) a \u00e9t\u00e9 r\u00e9gl\u00e9e par incr\u00e9ments de 10 Hz, de 10 Hz \u00e0 300 Hz. La tension de sortie des deux capteurs a \u00e9t\u00e9 trac\u00e9e \u00e0 chaque intervalle. L’amplitude de la table a \u00e9t\u00e9 ajust\u00e9e pour s’assurer que la table oscille de mani\u00e8re sinuso\u00efdale avec une acc\u00e9l\u00e9ration d’environ 4 m\/s2<\/span>. <\/p>\n

 <\/p>\n

En soustrayant la sortie des capteurs, on obtient la transmission des vibrations \u00e0 travers les semelles. Carbide Base<\/em> pieds. Les valeurs positives indiquent une amplification des vibrations \u00e0 travers le dispositif. Ce ph\u00e9nom\u00e8ne \u00e9tait attendu \u00e0 des fr\u00e9quences de vibration proches de la fr\u00e9quence de r\u00e9sonance du dispositif. Les valeurs n\u00e9gatives indiquent une r\u00e9duction des vibrations g\u00e9n\u00e9r\u00e9es par la table. En d’autres termes, une isolation des vibrations qui \u00e9tait souhait\u00e9e. Plus la valeur est n\u00e9gative, plus l’isolement est important. <\/p>\n

 <\/p>\n

La ligne rouge<\/span> montre les mesures prises avec les bas de page sans les roulements \u00e0 billes et les \u00e9lastom\u00e8res orient\u00e9s horizontalement. Carbide Base<\/em> La ligne rouge montre les mesures prises avec les pieds de page sans les roulements \u00e0 billes et les \u00e9lastom\u00e8res orient\u00e9s horizontalement. Seul l’\u00e9lastom\u00e8re ViscoRing\u2122 assurait l’isolation. La ligne bleue<\/span> montre les mesures prises avec les roulements et les \u00e9lastom\u00e8res horizontaux en place. L’incorporation de roulements \u00e0 billes et d’\u00e9lastom\u00e8res horizontaux a consid\u00e9rablement am\u00e9lior\u00e9 les performances d’isolation horizontale. La r\u00e9duction de l’amplitude des vibrations \u00e9tait particuli\u00e8rement prononc\u00e9e autour de la fr\u00e9quence de r\u00e9sonance, ce qui indique un niveau d’amortissement plus \u00e9lev\u00e9.[\/vc_column_text][vc_single_image image=\u00a0\u00bb13357″ img_size=\u00a0\u00bbfull\u00a0\u00bb alignment=\u00a0\u00bbcenter\u00a0\u00bb qode_css_animation=\u00a0\u00bb\u00a0\u00bb el_class=\u00a0\u00bbimg-1200 section-row\u00a0\u00bb][vc_column_text el_class=\u00a0\u00bbsection-row\u00a0\u00bb]<\/p>\n

Conclusion<\/h2>\n

Plusieurs caract\u00e9ristiques de conception ont \u00e9t\u00e9 incorpor\u00e9es dans les Carbide Base<\/em> afin d’utiliser de mani\u00e8re fiable des \u00e9lastom\u00e8res \u00e0 faible facteur de forme pour l’isolation des vibrations. Les \u00e9lastom\u00e8res form\u00e9s dans des facteurs de forme qui \u00e9taient auparavant consid\u00e9r\u00e9s comme trop instables ont \u00e9t\u00e9 rendus suffisamment stables gr\u00e2ce \u00e0 un bo\u00eetier sp\u00e9cialement con\u00e7u \u00e0 cet effet. La combinaison suppl\u00e9mentaire de roulements et d’\u00e9lastom\u00e8res orient\u00e9s horizontalement a encore am\u00e9lior\u00e9 l’isolation horizontale. Ces nouvelles caract\u00e9ristiques ont ensuite \u00e9t\u00e9 int\u00e9gr\u00e9es dans un brevet en instance.[\/vc_column_text][vc_column_text]<\/p>\n

R\u00e9f\u00e9rences<\/h3>\n

[1] Kemeny, Zoltan A. \u00ab\u00a0Filtre de signal m\u00e9canique\u00a0\u00bb.
\nUS 6520283 B2, Office des brevets et des marques des \u00c9tats-Unis, 18 f\u00e9vrier 2003.
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