Essai vibratoire avec force limitée (FLVT)

Qu'est-ce que l'essai vibratoire avec force limitée (FLVT) ?

L'essai vibratoire avec force limitée, ou essai FLV (en anglais : « force limited vibration testing »), permet, dans le cas des applications spatiales, de simuler les conditions réelles de lancement et de vol afin de tester la stabilité d'une charge utile spatiale au sol. La mesure et la limitation des forces de réaction entre la charge utile et la table vibrante permettent d'éviter d'endommager l'objet à tester.

Comment fonctionne l'essai vibratoire avec force limitée ?

En vol réel, l'accélération dans les plages de résonance de la charge utile est négligeable car l'impédance mécanique de la structure porteuse et de la charge utile est similaire. 

Lors des essais au sol avec une table vibrante, les forces de réaction entre l'objet à tester et la table sont par contre beaucoup plus élevées. Cela est dû au fait que la table vibrante présente une impédance mécanique beaucoup plus élevée que la charge utile. La régulation de la stimulation de fréquence à l'aide de capteurs d'accélération n'est donc pas suffisante. 

Les dynamomètres de mesure de force Kistler sont également utilisés pour éviter les essais trop exigeants. Les dynamomètres se composent de plusieurs capteurs de force à 3 composantes et sont installés sous forme d'anneau entre la charge utile à tester et la table vibrante. Il est ainsi possible de mesurer et de limiter les forces de réaction entre la charge utile et la table vibrante. 

Quelles sont les exigences auxquelles les capteurs de force doivent répondre pour les essais FLV ?

Les propriétés spécifiques et les exigences métrologiques suivantes sont particulièrement importantes pour les essais vibratoires avec force limitée :

• Faible dégazage : l'environnement sous vide entraîne la libération de gaz piégés, ce qui affecte les appareils tels que les caméras. Les capteurs FLVT doivent donc être hermétiquement scellés et équipés de câbles à faible dégagement gazeux.
• Montage optimal : en fonction de l'encombrement et des besoins, il est recommandé d'utiliser des capteurs de force préchargés ou des cellules de mesure étalonnées sur place.
• Faible diaphonie : étant donné que les forces et les couples résultants sont calculés à partir de trois signaux chacun, une grande précision est requise pour la mesure.
• Sommation simple : les amplificateurs de charge modernes permettent une sommation simple des signaux avant conditionnement. Cela permet d'optimiser les canaux de données nécessaires sans avoir recours à des procédures complexes de sommation de tension.
• Faibles tolérances de hauteur : même de petites différences de hauteur des capteurs peuvent entraîner de fortes contraintes lors du montage entre deux plaques plates et précharger inutilement les capteurs. Ils sont donc rectifiés ensemble à la même hauteur avant de quitter l'usine.