Hydraulic fluid power — Determination of the fluid-borne noise characteristics of components and systems — Part 1: Introduction

Transmissions hydrauliques — Évaluation des caractéristiques du bruit liquidien des composants et systèmes — Partie 1: Introduction

La présente partie de l'ISO 15086 fournit une introduction générale à la théorie de la matrice de transfert, qui permet d'établir les caractéristiques des composants en matière de bruit liquidien. Elle fournit également des conseils pour ce qui concerne les aspects pratiques de la caractérisation du bruit liquidien. La présente partie de I'ISO 15086 est applicable à tous les types de circuits hydrauliques qui fonctionnent dans des conditions de régime permanent, pour des bruits liquidiens s'inscrivant dans une gamme de fréquences appropriée.

Fluidna tehnika - Hidravlika - Določanje veličin tekočinskega hrupa v sestavinah in sistemih - 1. del: Uvod

General Information

Status
Published
Publication Date
26-Sep-2001
Current Stage
9020 - International Standard under periodical review
Start Date
15-Jul-2011
Completion Date
15-Jul-2022

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ISO 15086-1:2001 - Hydraulic fluid power -- Determination of the fluid-borne noise characteristics of components and systems
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ISO 15086-1:2002
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ISO 15086-1:2001 - Transmissions hydrauliques -- Évaluation des caractéristiques du bruit liquidien des composants et systemes
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 15086-1
First edition
2001-10-01
Hydraulic fluid power — Determination of
fluid-borne noise characteristics of
components and systems —
Part 1:
Introduction
Transmissions hydrauliques — Évaluation des caractéristiques du bruit
liquidien des composants et systèmes —
Partie 1: Introduction
Reference number
ISO 15086-1:2001(E)
ISO 2001
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 15086-1:2001(E)
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© ISO 2001

All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic

or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or ISO's member body

in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.ch
Web www.iso.ch
Printed in Switzerland
ii © ISO 2001 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 15086-1:2001(E)
Contents Page

Foreword.....................................................................................................................................................................iv

Introduction.................................................................................................................................................................v

1 Scope..............................................................................................................................................................1

2 Normative reference......................................................................................................................................1

3 Terms and definitions ...................................................................................................................................1

4 Symbols..........................................................................................................................................................3

5 Basic considerations.....................................................................................................................................3

6 Practical aspects...........................................................................................................................................7

Bibliography..............................................................................................................................................................11

© ISO 2001 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 15086-1:2001(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO

member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical

committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has

the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in

liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical

Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.

International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.

Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.

Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this part of ISO 15086 may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.

International Standard ISO 15086-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 131, Fluid power systems,

Subcommittee SC 8, Product testing.

ISO 15086 consists of the following parts, under the general title Hydraulic fluid power — Determination of fluid-

borne noise characteristics of components and systems:
— Part 1: Introduction
— Part 2: Measurement of the speed of sound in a fluid in a pipe
iv © ISO 2001 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 15086-1:2001(E)
Introduction

The airborne noise emitted by hydraulically actuated equipment is the result of simultaneous acoustic radiation

from all mechanical structures comprising the machine. The contribution from individual components generally

forms only a small part of the total acoustic energy radiated. Acoustic intensity measurement techniques have

demonstrated that the pulsating energy in the hydraulic fluid (fluid-borne noise) is the dominant contributor to

machine noise. In order to develop quieter hydraulic machines it is therefore necessary to reduce this hydro-

acoustic energy.

Various approaches have been developed to describe the generation and transmission of fluid-borne noise in

hydraulic systems. Of these, the transfer matrix approach has the merit of providing a good description of the

physical behaviour as well as providing an appropriate basis for the measurement of component characteristics.

© ISO 2001 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 15086-1:2001(E)
Hydraulic fluid power — Determination of fluid-borne noise
characteristics of components and systems —
Part 1:
Introduction
1 Scope

This part of ISO 15086 provides a general introduction to transfer matrix theory, which allows the determination of

the fluid-borne noise characteristics of components and systems. It also provides guidance on practical aspects of

fluid-borne noise characterization.

This part of ISO 15086 is applicable to all types of hydraulic fluid power circuits operating under steady-state

conditions for fluid-borne noise over an appropriate range of frequencies.
2 Normative reference

The following normative document contains provisions which, through reference in this text, constitute provisions of

this part of ISO 15086. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these publications

do not apply. However, parties to agreements based on this part of ISO 15086 are encouraged to investigate the

possibility of applying the most recent editions of the normative document indicated below. For undated references,

the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC maintain registers of

currently valid International Standards.
ISO 5598, Fluid power systems and components — Vocabulary
3 Terms and definitions

For the purposes of this part of ISO 15086, the terms and definitions given in ISO 5598 and the following apply.

3.1
flow ripple

fluctuating component of flow rate in a hydraulic fluid, caused by interaction with a flow ripple source within the

system
3.2
pressure ripple

fluctuating component of pressure in a hydraulic fluid, caused by interaction with a flow ripple source within the

system
3.3
hydraulic noise generator

hydraulic component generating flow ripple and consequently pressure ripple in a circuit, or hydraulic component

generating pressure ripple and consequently flow ripple in the circuit
© ISO 2001 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 15086-1:2001(E)
3.4
fundamental frequency

lowest frequency of pressure (or flow) ripple considered in a theoretical analysis or measured by the frequency-

analysis instrument

EXAMPLE 1 A hydraulic pump or motor with a shaft frequency of N revolutions per second may be taken to have a

fundamental frequency of N Hz. Alternatively, for a pump or motor with k displacement elements, the fundamental frequency

may be taken to be Nk Hz, provided that the measured behaviour does not deviate significantly from cycle to cycle.

EXAMPLE 2 A digital frequency analyzer has a fundamental frequency defined by the frequency of the first spectral line.

3.5
harmonic

sinusoidal component of the pressure ripple or flow ripple occurring at an integer multiple of the fundamental

frequency.

NOTE A harmonic may be represented by its amplitude and phase or alternatively by its real or imaginary parts.

3.6
impedance

complex ratio of the pressure ripple to the flow ripple occurring at a given point in a hydraulic system and at a given

frequency

NOTE Impedance may be expressed in terms of its amplitude and phase or alternatively by its real and imaginary parts.

3.7
admittance
reciprocal of impedance
3.8
characteristic impedance of a pipeline
impedance of an infinitely long pipeline of constant cross-sectional area
3.9
wavelength
ratio of the speed of sound to the frequency of interest (in hertz)
3.10
anechoic
without reflection

NOTE With reference to a condition in which a travelling wave is propagated but no energy is reflected back in the direction

of propagation.
3.11
hydro-acoustic energy
fluctuating part of the energy in a liquid
3.12
broad-band fluid-borne noise
hydro-acoustic energy distributed over the frequency spectrum
3.13
port-to-port symmetry

property of a two-port component in which the wave propagation characteristics remain the same when its port

connections to the circuit are reversed
2 © ISO 2001 – All rights reserved
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 15086-1:2001(E)
4 Symbols
The following symbols are used in this part of ISO 15086.
A, A¢, A* Complex coefficient
B, B¢, B* Complex coefficient
C¢ Complex coefficient
c Acoustic velocity
d Internal diameter of pipe
f Frequency (hertz)
f Fundamental frequency (hertz)
j Complex operator
L Distance along pipe
n Total number of harmonics
P Fourier transform of pressure ripple
p(t) Time-dependent pressure ripple
p Amplitude of i-th harmonic of pressure ripple
Q Fourier transform of flow ripple
q(t) Time-dependent flow ripple
q Amplitude of i-th harmonic of flow ripple
R Magnitude of harmonic component (pressure or flow ripple, as appropriate)
t Time
e Error in calculation of flow ripple at junction
j Phase of i-th harmonic of pressure ripple
n Kinematic viscosity
q Phase of harmonic component (pressure or flow ripple, as appropriate)
w Frequency (rads per second)
y Phase of i-th harmonic of flow ripple
5 Basic considerations
5.1 General

The time-dependent pressure and flow ripples in a hydraulic system can be described mathematically by a Fourier

series. Figure 1 shows, as an example, a periodic flow ripple signal in the time domain, while Figure 2 shows the

corresponding frequency domain representation. The phase can lie in the range -180° to 180°.

The spectra shown in Figure 2 present the harmonic components in terms of their amplitude and phase. It is also

possible to present these components in terms of their real and imaginary parts. Frequency domain representations

are readily obtained using frequency analysis instrumentation.

For the determination of the fluid-borne noise characteristics of hydraulic components and systems, only periodic

signals are considered.
© ISO 2001 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 15086-1:2001(E)
5.2 Frequency spectrum representation of pressure ripple

The time-dependent pressure ripple p(t) is closely approximated by a finite sum of pure sinusoidal pressure ripples,

p (t). Each sinusoidal component is described by its amplitude (p ) and phase (j ).

i i i
pt = p sin 2iπf t + ϕ (1)
() ( )
ii0
i=1

The time-dependent flow ripple q(t) is also closely approximated by a finite sum of pure sinusoidal flow ripple, q (t).

Each sinusoidal component is described by its amplitude (q ) and phase (y ).
i i
qt=pq sin 2i f t+y (2)
() ( )
ii0
i=1

At a particular frequency ( f ) which is an integer (m) multiple of the fundamental frequency ( f ) (i.e. f = mf ), the

0 0

pressure ripple has an amplitude P and phase j . The corresponding flow ripple has an amplitude of Q and a

m m m
phase of y .

It is also possible to represent these harmonic components in terms of their real and imaginary parts:

RR–=qqcos + jRsinq (3)
5.3 Mathematical modelling of wave propagation in a pipe in the frequency domain

The mathematical modelling of plane wave propagation presented in this part of ISO 15086 takes into account fluid

viscosity effects and is readily applicable to analysis in the frequency domain. This mod

...

SLOVENSKI STANDARD
SIST ISO 15086-1:2002
01-julij-2002

)OXLGQDWHKQLND+LGUDYOLND'RORþDQMHYHOLþLQWHNRþLQVNHJDKUXSDYVHVWDYLQDKLQ

VLVWHPLKGHO8YRG

Hydraulic fluid power -- Determination of the fluid-borne noise characteristics of

components and systems -- Part 1: Introduction

Transmissions hydrauliques -- Évaluation des caractéristiques du bruit liquidien des

composants et systèmes -- Partie 1: Introduction
Ta slovenski standard je istoveten z: ISO 15086-1:2001
ICS:
17.140.20 Emisija hrupa naprav in Noise emitted by machines
opreme and equipment
23.100.01 +LGUDYOLþQLVLVWHPLQDVSORãQR Fluid power systems in
general
SIST ISO 15086-1:2002 en

2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.

---------------------- Page: 1 ----------------------
SIST ISO 15086-1:2002
---------------------- Page: 2 ----------------------
SIST ISO 15086-1:2002
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 15086-1
First edition
2001-10-01
Hydraulic fluid power — Determination of
fluid-borne noise characteristics of
components and systems —
Part 1:
Introduction
Transmissions hydrauliques — Évaluation des caractéristiques du bruit
liquidien des composants et systèmes —
Partie 1: Introduction
Reference number
ISO 15086-1:2001(E)
ISO 2001
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ISO 15086-1:2001(E)
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ISO 15086-1:2001(E)
Contents Page

Foreword.....................................................................................................................................................................iv

Introduction.................................................................................................................................................................v

1 Scope..............................................................................................................................................................1

2 Normative reference......................................................................................................................................1

3 Terms and definitions ...................................................................................................................................1

4 Symbols..........................................................................................................................................................3

5 Basic considerations.....................................................................................................................................3

6 Practical aspects...........................................................................................................................................7

Bibliography..............................................................................................................................................................11

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SIST ISO 15086-1:2002
ISO 15086-1:2001(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO

member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical

committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has

the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in

liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical

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International Standard ISO 15086-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 131, Fluid power systems,

Subcommittee SC 8, Product testing.

ISO 15086 consists of the following parts, under the general title Hydraulic fluid power — Determination of fluid-

borne noise characteristics of components and systems:
— Part 1: Introduction
— Part 2: Measurement of the speed of sound in a fluid in a pipe
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SIST ISO 15086-1:2002
ISO 15086-1:2001(E)
Introduction

The airborne noise emitted by hydraulically actuated equipment is the result of simultaneous acoustic radiation

from all mechanical structures comprising the machine. The contribution from individual components generally

forms only a small part of the total acoustic energy radiated. Acoustic intensity measurement techniques have

demonstrated that the pulsating energy in the hydraulic fluid (fluid-borne noise) is the dominant contributor to

machine noise. In order to develop quieter hydraulic machines it is therefore necessary to reduce this hydro-

acoustic energy.

Various approaches have been developed to describe the generation and transmission of fluid-borne noise in

hydraulic systems. Of these, the transfer matrix approach has the merit of providing a good description of the

physical behaviour as well as providing an appropriate basis for the measurement of component characteristics.

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SIST ISO 15086-1:2002
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SIST ISO 15086-1:2002
INTERNATIONAL STANDARD ISO 15086-1:2001(E)
Hydraulic fluid power — Determination of fluid-borne noise
characteristics of components and systems —
Part 1:
Introduction
1 Scope

This part of ISO 15086 provides a general introduction to transfer matrix theory, which allows the determination of

the fluid-borne noise characteristics of components and systems. It also provides guidance on practical aspects of

fluid-borne noise characterization.

This part of ISO 15086 is applicable to all types of hydraulic fluid power circuits operating under steady-state

conditions for fluid-borne noise over an appropriate range of frequencies.
2 Normative reference

The following normative document contains provisions which, through reference in this text, constitute provisions of

this part of ISO 15086. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these publications

do not apply. However, parties to agreements based on this part of ISO 15086 are encouraged to investigate the

possibility of applying the most recent editions of the normative document indicated below. For undated references,

the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC maintain registers of

currently valid International Standards.
ISO 5598, Fluid power systems and components — Vocabulary
3 Terms and definitions

For the purposes of this part of ISO 15086, the terms and definitions given in ISO 5598 and the following apply.

3.1
flow ripple

fluctuating component of flow rate in a hydraulic fluid, caused by interaction with a flow ripple source within the

system
3.2
pressure ripple

fluctuating component of pressure in a hydraulic fluid, caused by interaction with a flow ripple source within the

system
3.3
hydraulic noise generator

hydraulic component generating flow ripple and consequently pressure ripple in a circuit, or hydraulic component

generating pressure ripple and consequently flow ripple in the circuit
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ISO 15086-1:2001(E)
3.4
fundamental frequency

lowest frequency of pressure (or flow) ripple considered in a theoretical analysis or measured by the frequency-

analysis instrument

EXAMPLE 1 A hydraulic pump or motor with a shaft frequency of N revolutions per second may be taken to have a

fundamental frequency of N Hz. Alternatively, for a pump or motor with k displacement elements, the fundamental frequency

may be taken to be Nk Hz, provided that the measured behaviour does not deviate significantly from cycle to cycle.

EXAMPLE 2 A digital frequency analyzer has a fundamental frequency defined by the frequency of the first spectral line.

3.5
harmonic

sinusoidal component of the pressure ripple or flow ripple occurring at an integer multiple of the fundamental

frequency.

NOTE A harmonic may be represented by its amplitude and phase or alternatively by its real or imaginary parts.

3.6
impedance

complex ratio of the pressure ripple to the flow ripple occurring at a given point in a hydraulic system and at a given

frequency

NOTE Impedance may be expressed in terms of its amplitude and phase or alternatively by its real and imaginary parts.

3.7
admittance
reciprocal of impedance
3.8
characteristic impedance of a pipeline
impedance of an infinitely long pipeline of constant cross-sectional area
3.9
wavelength
ratio of the speed of sound to the frequency of interest (in hertz)
3.10
anechoic
without reflection

NOTE With reference to a condition in which a travelling wave is propagated but no energy is reflected back in the direction

of propagation.
3.11
hydro-acoustic energy
fluctuating part of the energy in a liquid
3.12
broad-band fluid-borne noise
hydro-acoustic energy distributed over the frequency spectrum
3.13
port-to-port symmetry

property of a two-port component in which the wave propagation characteristics remain the same when its port

connections to the circuit are reversed
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SIST ISO 15086-1:2002
ISO 15086-1:2001(E)
4 Symbols
The following symbols are used in this part of ISO 15086.
A, A¢, A* Complex coefficient
B, B¢, B* Complex coefficient
C¢ Complex coefficient
c Acoustic velocity
d Internal diameter of pipe
f Frequency (hertz)
f Fundamental frequency (hertz)
j Complex operator
L Distance along pipe
n Total number of harmonics
P Fourier transform of pressure ripple
p(t) Time-dependent pressure ripple
p Amplitude of i-th harmonic of pressure ripple
Q Fourier transform of flow ripple
q(t) Time-dependent flow ripple
q Amplitude of i-th harmonic of flow ripple
R Magnitude of harmonic component (pressure or flow ripple, as appropriate)
t Time
e Error in calculation of flow ripple at junction
j Phase of i-th harmonic of pressure ripple
n Kinematic viscosity
q Phase of harmonic component (pressure or flow ripple, as appropriate)
w Frequency (rads per second)
y Phase of i-th harmonic of flow ripple
5 Basic considerations
5.1 General

The time-dependent pressure and flow ripples in a hydraulic system can be described mathematically by a Fourier

series. Figure 1 shows, as an example, a periodic flow ripple signal in the time domain, while Figure 2 shows the

corresponding frequency domain representation. The phase can lie in the range -180° to 180°.

The spectra shown in Figure 2 present the harmonic components in terms of their amplitude and phase. It is also

possible to present these components in terms of their real and imaginary parts. Frequency domain representations

are readily obtained using frequency analysis instrumentation.

For the determination of the fluid-borne noise characteristics of hydraulic components and systems, only periodic

signals are considered.
© ISO 2001 – All rights reserved 3
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ISO 15086-1:2001(E)
5.2 Frequency spectrum representation of pressure ripple

The time-dependent pressure ripple p(t) is closely approximated by a finite sum of pure sinusoidal pressure ripples,

p (t). Each sinusoidal component is described by its amplitude (p ) and phase (j ).

i i i
pt = p sin 2iπf t + ϕ (1)
() ( )
ii0
i=1

The time-dependent flow ripple q(t) is also closely approximated by a finite sum of pure sinusoidal flow ripple, q (t).

Each sinusoidal component is described by its amplitude (q ) and phase (y ).
i i
qt=pq sin 2i f t+y (2)
() ( )
ii0
i=1
At a particular frequency ( f ) which is an integer (m) multi
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 15086-1
Première édition
2001-10-01
Transmissions hydrauliques — Évaluation
des caractéristiques du bruit liquidien des
composants et systèmes —
Partie 1:
Introduction
Hydraulic fluid power — Determination of fluid-borne noise characteristics
of components and systems —
Part 1: Introduction
Numéro de référence
ISO 15086-1:2001(F)
ISO 2001
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 15086-1:2001(F)
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Imprimé en Suisse
ii © ISO 2001 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 15086-1:2001(F)
Sommaire Page

Avant-propos .............................................................................................................................................................iv

Introduction.................................................................................................................................................................v

1 Domaine d'application..................................................................................................................................1

2 Référence normative.....................................................................................................................................1

3 Termes et définitions.....................................................................................................................................1

4 Symboles........................................................................................................................................................3

5 Considérations fondamentales....................................................................................................................4

6 Aspects pratiques..........................................................................................................................................8

Bibliographie.............................................................................................................................................................11

© ISO 2001 – Tous droits réservés iii
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ISO 15086-1:2001(F)
Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de

normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux

comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité

technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en

liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission

électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.

Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 3.

Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour

vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités

membres votants.

L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments de la présente partie de l’ISO 15086 peuvent faire

l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de

ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.

La Norme internationale ISO 15086-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 131, Transmissions

hydrauliques et pneumatiques, sous-comité SC 8, Essais des produits.

L'ISO 15086 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Transmissions hydrauliques —

Évaluation des caractéristiques du bruit liquidien des composants et systèmes:
— Partie 1: Introduction

— Partie 2: Mesurage de la vitesse du son émis dans un fluide dans une tuyauterie

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ISO 15086-1:2001(F)
Introduction

Le bruit aérien émis par des équipements hydrauliques est le résultat du rayonnement acoustique simultané de

toutes les structures mécaniques dont la machine est constituée. La contribution des différents composants est

généralement faible par rapport à l’énergie acoustique totale rayonnée. Des techniques de mesure d’intensité

acoustique ont démontré que l’énergie de pulsation dans le fluide hydraulique (bruit liquidien) constitue la source

principale de l’émission sonore. Il est par conséquent nécessaire de réduire cette énergie hydro-acoustique pour

être en mesure de développer des machines hydrauliques plus silencieuses.

Différentes méthodes ont été élaborées pour décrire la génération et la transmission du bruit liquidien dans les

systèmes hydrauliques. Parmi ces méthodes, la méthode de la matrice de transfert présente l’avantage de fournir

une bonne description du comportement physique ainsi qu’une base adaptée pour la mesure des caractéristiques

du composant.
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NORME INTERNATIONALE ISO 15086-1:2001(F)
Transmissions hydrauliques — Évaluation des caractéristiques du
bruit liquidien des composants et systèmes —
Partie 1:
Introduction
1 Domaine d'application

La présente partie de l’ISO 15086 fournit une introduction générale à la théorie de la matrice de transfert, qui

permet d’établir les caractéristiques des composants en matière de bruit liquidien. Elle fournit également des

conseils pour ce qui concerne les aspects pratiques de la caractérisation du bruit liquidien.

La présente partie de l'ISO 15086 est applicable à tous les types de circuits hydrauliques qui fonctionnent dans des

conditions de régime permanent, pour des bruits liquidiens s'inscrivant dans une gamme de fréquences

appropriée.
2 Référence normative

Le document normatif suivant contient des dispositions qui par suite de la référence qui y est faite, constituent des

dispositions valables pour la présente partie de l'ISO 15086. Pour les références datées, les amendements

ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes aux accords

fondés sur la présente partie de l'ISO 15086 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer l’édition la plus

récente du document normatif indiqué ci-après. Pour les références non datées, la dernière édition du document

normatif en référence s’applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des Normes

internationales en vigueur.
ISO 5598, Transmissions hydrauliques et pneumatiques — Vocabulaire
3 Termes et définitions

Pour les besoins de la présente partie de l'ISO 15086, les termes et définitions donnés dans l’ISO 5598 ainsi que

les suivants s'appliquent.
3.1
onde d'écoulement

composant fluctuant de débit dans le fluide hydraulique, provoqué par l'interaction entre l'onde d'écoulement de la

source et le système
3.2
onde de pression

composant fluctuant de pression dans le fluide hydraulique, provoqué par l'interaction entre l'onde d'écoulement de

la source et le système
3.3
générateur de bruit hydraulique

composant hydraulique générant une onde d'écoulement puis une onde de pression dans le circuit, ou composant

hydraulique générant une onde de pression puis une onde d'écoulement dans le circuit

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ISO 15086-1:2001(F)
3.4
fréquence fondamentale

fréquence la plus basse d'onde de pression (ou d'onde d'écoulement) considérée dans une analyse théorique ou

mesurée au moyen de l’instrument d’analyse de fréquence

EXEMPLE 1 Une pompe ou un moteur hydraulique dont la fréquence de rotation de l'arbre est de N tr/s peut être

considéré(e) comme ayant une fréquence fondamentale de N Hz. D'autre part, pour une pompe ou un moteur comportant k

éléments de cylindrée, la fréquence fondamentale peut être considérée comme étant de Nk Hz, à condition que le

comportement mesuré ne varie pas de manière significative de cycle en cycle.

EXEMPLE 2 Un analyseur de fréquence numérique a une fréquence fondamentale qui est définie par la fréquence de la

première ligne spectrale.
3.5
harmonique

composant sinusoïdal de l'onde de pression ou de l'onde d'écoulement se produisant à un multiple entier de la

fréquence fondamentale

NOTE Une harmonique peut être représentée par son amplitude et sa phase ou également par ses parties réelles ou ses

parties imaginaires.
3.6
impédance

rapport complexe de l'onde de pression avec l'onde d'écoulement se produisant à un point donné dans un système

hydraulique et à une fréquence donnée

NOTE L'impédance peut être exprimée en termes d'amplitude et de phase ou également en termes de parties réelles et de

parties imaginaires.
3.7
admittance
inverse de l'impédance
3.8
impédance caractéristique d'une tuyauterie

impédance d'une tuyauterie de longueur infinie et de section transversale constante

3.9
longueur d'onde
rapport entre la vitesse du son et la fréquence en question (en hertz)
3.10
anéchoïque
sans réflexion

NOTE Fait référence à une condition dans laquelle une onde progressive se propage sans aucune réflexion de l’énergie

dans la direction de la propagation.
3.11
énergie hydro-acoustique
partie fluctuante de l’énergie dans un liquide
3.12
bruit liquidien à large bande
énergie hydro-acoustique répartie sur tout le spectre de fréquences
3.13
symétrie d'orifice à orifice

propriété d'un composant à deux orifices dans lequel les caractéristiques de propagation des ondes restent

inchangées lorsque les orifices de raccordement au circuit sont inversés
2 © ISO 2001 – Tous droits réservés
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ISO 15086-1:2001(F)
4 Symboles
Les symboles suivants sont utilisés dans la présente partie de l'ISO 15086.
A; A¢; A* coefficient complexe
B; B¢; B* coefficient complexe
C¢ coefficient complexe
c vitesse du son
d diamètre intérieur de la tuyauterie
f fréquence (hertz)
f fréquence fondamentale (hertz)
j imaginaire pure
L distance sur une tuyauterie
n nombre total d'harmoniques
P transformée de Fourier de l'onde de pression
p(t) onde de pression en fonction du temps
p amplitude de la i harmonique de l'onde de pression
Q transformée de Fourier de l'onde d'écoulement
q(t) onde d'écoulement en fonction du temps
q amplitude de la i harmonique de l'onde d'écoulement

R importance de la composante de l'harmonique (onde de pression ou d'écoulement, selon le cas)

t temps
e erreur de calcul de l'onde d'écoulement à la jonction
j phase de la i harmonique de l'onde de pression
n viscosité cinématique

q phase d’une composante de l'harmonique (onde de pression ou d'écoulement, selon le cas)

w fréquence (radians par seconde)
y phase de la i harmonique de l'onde d'écoulement
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ISO 15086-1:2001(F)
5 Considérations fondamentales
5.1 Généralités

Dans un système hydraulique, les ondes de pression et d'écoulement qui dépendent du temps peuvent être

décrites mathématiquement par une série de Fourier. La Figure 1 illustre un exemple de signal d'onde

d'écoulement périodique dans le domaine temporel, et la Figure 2 représente le domaine fréquentiel

correspondant. La phase peut s'inscrire dans la plage comprise entre - 180° et + 180°.

Le spectre illustré à la Figure 2 représente les composantes harmoniques en termes de leur amplitude et de leur

phase. Il est également possible de représenter ces composants en termes de leurs parties réelles et de leurs

parties imaginaires. Les représentations du domaine fréquentiel sont facilement obtenues en utilisant des

instruments d'analyse de fréquence.

Seuls des signaux périodiques sont considérés pour la détermination des caractéristiques des bruits liquidiens des

composants et des systèmes hydrauliques.
5.2 Représentation du spectre de fréquences de l'onde de pression

Une approximation de l'onde de pression dépendante du temps p(t) est donnée par une somme finie d'ondes de

pression purement sinusoïdales, p (t). Chaque composante sinusoïdale est décrite par son amplitude (p ) et sa

i i
phase (j ).
pt(=spin2iπf t+ϕ (1)
) ()
ii0
i=1

Une approximation de l'onde d'écoulement dépendante du temps q(t) est également donnée par une somme finie

d'ondes d'écoulement purement sinusoïdales, q (t). Chaque composante sinusoïdale est décrite par son amplitude

(q ) et sa phase (y ).
i i
qt=sqin2iπf t+y (2)
( ) ()
Âii0
i=1
Figure 1 — Exemple de forme d'onde dans le domaine temporel
4 © ISO 2001 – Tous droits réservés
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ISO 15086-1:2001(F)
a) Spectre d'amplitude
b) Spectre de phase
Figure 2 — Spectre de fréquences correspondant à la Figure 1
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ISO 15086-1:2001(F)

À une fréquence particulière ( f ) qui est un multiple entier (m) de la fréquence fondamentale ( f ) (c'est-à-dire

f = mf ), l'onde de pression a une amplitude P et une phase j . L'onde d'écoulement correspondante a une

0 m m
amplitude Q et une phase y .
m m
Il est également possible
...

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