Durée
26h Th, 26h Pr, 30h Proj.
Nombre de crédits
Enseignant
Langue(s) de l'unité d'enseignement
Langue anglaise
Organisation et évaluation
Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier
Horaire
Unités d'enseignement prérequises et corequises
Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme
Contenus de l'unité d'enseignement
Ce cours offre une introduction à l'analyse modale expérimentale. Il se concentre sur la compréhension des propriétés dynamiques des structures à travers des tests expérimentaux et l'analyse des données. Les sujets incluent dans ce cours sont la théorie des vibrations, l'instrumentation, l'acquisition de données, le traitement du signal, l'extraction des paramètres modaux et la validation des modèles modaux. Une attention particulière sera portée aux applications pratiques dans les domaines du génie mécanique, aérospatial, civil, et d'autres.
Structure du Cours :
- Introduction à l'Analyse Modale : Vue d'ensemble, Applications et Historique
- Fondamentaux des Vibrations et Analyse Modale Théorique : Systèmes à Un et Plusieurs Degrés de Liberté, Fréquences Naturelles, Amortissement
- Instrumentation pour les Tests Modaux : Capteurs, Excitateurs, Systèmes d'Acquisition de Données, Techniques d'Étalonnage
- Acquisition de Données et Traitement du Signal : Densité spectrale de puissance, transformée de Fourier discrète, algorithme FFT, analyseurs de spectre numérique, phénomènes de repliement et de fuite.
- Méthodes d'Extraction des Paramètres Modaux : Ajustement de Courbe, Sélection des Pics, Fonction Indicateur de Mode Complexe (CMIF)
- Extraction Avancée des Paramètres Modaux : PolyMAX, Identification Stochastique en Sous-Espace (SSI)
- Procédures d'Analyse Modale Expérimentale : Planification des Tests, Configuration, Techniques de Mesure, Validation des Données
- Validation et Corrélation des Modèles Modaux : Critère d'Assurance Modale (MAC), Vérifications d'Orthogonalité
- Utilisation des paramètres modaux
- Mise à Jour des Modèles par Éléments Finis à l'Aide de Données Expérimentales : Théorie et Approches Pratiques
- Analyse Modale Opérationnelle : Tests de Vibrations Ambiantes, Techniques Basées Uniquement sur les Sorties, Applications
- Mise en application d'experience vibratoire: Réalisation d'expériences sur un modèle réduit d'avion
Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement
Les objectifs du cours sont de former l'étudiant à l'utilisation du matériel de mesures de vibrations disponible au laboratoire, à l'acquisition, au traitement et à l'exploitation des signaux vibratoires ainsi qu'aux méthodes d'identification modale, aux techniques de comparaison entre résultats théoriques et expérimentaux et aux méthodes de correction paramétrique de modèles structuraux sur base des résultats expérimentaux.
Savoirs et compétences prérequis
- Théorie des Vibrations (cours MECA0029)
- Connaissances de base en traitement du signal
- Connaissances de base en théorie des Eléments finis
- Programmation en Matlab ou Python
Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement
Les séances de laboratoires sont organisées par groupes et uniquement sur rendez-vous.
La première séance est pilotée par l'assistant du cours. Elle est destinée à permettre aux étudiants de se familiariser avec le matériel de mesures disponible au laboratoire. Pendant les séances suivantes, les étudiants travaillent de manière autonome sur une structure réelle de type treillis ou maquette d'avion.
Un rapport individuel est à rendre dans un délai fixé de commun accord avec les étudiants. Il doit comprendre :
- la description détaillée des mesures réalisées au laboratoire sur la structure-test,
- le développement et l'application de deux méthodes d'identification des paramètres modaux (modes et fréquences propres, amortissements) de la structure sur base des résultats expérimentaux obtenus,
- l'exploitation d'un modèle par éléments finis de la structure testée dans l'environnement MATLAB/PYTHON et Siemens NX
- la comparaison qualitative et quantitative entre résultats théoriques et expérimentaux.
Les séances de laboratoire sont OBLIGATOIRES. Toute absence non justifiée peut entraîner un refus à l'examen final.
Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)
Cours donné exclusivement en présentiel
Supports de cours, lectures obligatoires ou recommandées
Plate-forme(s) utilisée(s) pour les supports de cours :
- eCampus
Informations complémentaires:
Des notes de cours et les planches de cours sont disponibles en format électronique sur la page e-campus du cours. Elles font l'objet d'une remise à jour régulière et seront disponibles avant chaque séance de cours
Références recommandées:
- P. Avitabile, Modal Testing: a Practitioner's guide, Wiley, 2018, ISBN 1119222893
- D. J. Ewins, Modal Testing: Theory, Practice and Application, Research Studies Press Ltd., 2000, ISBN 0-86380-218-4
Modalités d'évaluation et critères
Examen(s) en session
Toutes sessions confondues
- En présentiel
évaluation écrite ( questions ouvertes ) ET évaluation orale
Travail à rendre - rapport
Informations complémentaires:
L'évaluation portera sur la réalisation d'un projet, sa présentation orale et sur un examen écrit :
1. L'évaluation du projet sera basée sur les résultats obtenus ainsi que sur l'interprétation qui en est faite. Une attention particulière sera également réservée à la qualité du rapport écrit, à l'esprit de synthèse et à la rigueur scientifique des propos. Une présentation orale sera organisée à la fin du projet.
2. L'examen écrit sera basé sur la réponse à des questions sur les notions théoriques développées au cours. L'examen a lieu à livres fermés.
Pondération :
- Projet: 75%
- Examen : 25%.
Note finale = (Project)^(0.75) * (Examen)^(0.25)
Stage(s)
Remarques organisationnelles et modifications principales apportées au cours
L'organisation du cours est présenté en détails lors du premier cours.
Contacts
Loïc Salles l.salles@uliege.be
Assistant: Olivier Devigne o.devigne@uliege.be